專利名稱：一種寬電壓輸入高隔離穩(wěn)壓輸出型dc／dc電源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種寬電壓輸入高隔離穩(wěn)壓輸出型DC/DC電源模塊，主要涉及針對線路板上分布式電源統(tǒng)中需要產(chǎn)生一個與輸入電源隔離轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓的電源的應(yīng)用場合而設(shè)計的一種電源模塊。
背景技術(shù)：
目前，市場上的DC/DC轉(zhuǎn)換器電氣隔離能力較低，而一般不能直接使用，既使在常規(guī)電路圖也需要外圍元件相配合，而且一般不能夠?qū)崿F(xiàn)寬電壓輸入，效率及可靠性低、隔離電壓不高、耐沖擊能力一般，抗干擾能力差、產(chǎn)品體積大、使用不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種寬電壓輸入的具有較高電氣隔離能力的穩(wěn)壓輸出型DC/DC電源模塊，本實(shí)用新型具有寬電壓輸入穩(wěn)壓高精度輸出、抗干擾能力強(qiáng)、隔離電壓高等特點(diǎn)，并且其輸出電路具有自動恢復(fù)過載保護(hù)和短路保護(hù)功能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，如圖2所示，輸入Vin經(jīng)過C3濾波后，由C2、R1、Q1、Q2及變壓器初級線圈形成的高頻電路(一般振蕩頻率80～200KHZ)，經(jīng)B1電磁耦合后可產(chǎn)生多組隔離變換電壓，該電壓經(jīng)DD1、DD2整流，C6、C7濾波電路后形成一個比較穩(wěn)定的與原電源充分隔離的直流電源VD1，該電源經(jīng)IC1穩(wěn)壓后輸出具有過載和短路保護(hù)功能的VD2；為實(shí)現(xiàn)其較高的電氣隔離能力，只需用單個的DC-DC轉(zhuǎn)換器就可以允許在線路板布局中有幾種不同的電勢差，可以將輸出正極接輸入端地，輸出端的負(fù)極產(chǎn)生一個電源；由于輸出端與輸入端是隔離的。因此，輸出端的連接方式可以任意選定，例如一個附加一個單端連接線，可以在主電源之上再產(chǎn)生一組輸出或分出其它一些不同的直流電壓(參見圖3)；其濾波功能是這樣實(shí)現(xiàn)的，在對噪聲和紋波敏感的電路中，使用隔離型的DC-DC轉(zhuǎn)換器，在輸出端和輸入端使用無源的LC濾波網(wǎng)絡(luò)，可以減少紋波值；參見圖5，這種電路配置結(jié)構(gòu)一般用于測量儀表、數(shù)據(jù)處理以及其它對噪聲敏感的電路中，這些電路中需要隔離負(fù)載和噪聲以防止從整機(jī)系統(tǒng)中將噪聲通過電源電路及地線傳入進(jìn)來，通常DC-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪聲為共模噪聲，不會對主系統(tǒng)的造成噪聲污染；一般來說，濾波電感的自諧振頻率要大大高于DC-DC轉(zhuǎn)換器的特性頻率，DC-DC轉(zhuǎn)換器的特性頻率典型值為100KHz，同時，電感的電流額定值也需要考慮，對于每一路輸出，在確保安全可靠工作的條件下，其濾波電容的最大值一般不應(yīng)超過10uF；其過載保護(hù)功能是這樣實(shí)現(xiàn)的，在DC-DC轉(zhuǎn)換電路隔離、轉(zhuǎn)換、濾波、整流等功能實(shí)現(xiàn)后，通過接入一個含有嵌入式限流回路的穩(wěn)壓IC(可以采用日本TOREX公司XC6203P系列IC)，即可實(shí)現(xiàn)對輸出電流的控制，從而使穩(wěn)壓隔離輸出電路有自動恢復(fù)過載保護(hù)和短路保護(hù)的功能。


圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖；圖3至圖17為本實(shí)用新型的實(shí)施例1原理示意圖；圖18為本實(shí)用新型的實(shí)施例2原理示意圖；圖19為本實(shí)用新型的實(shí)施例3原理示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，為本實(shí)用新型的電路原理圖，輸入Vin經(jīng)過C3濾波后，由C2、R1、Q1、Q2及變壓器初級線圈形成的高頻電路(振蕩頻率80～200KHZ)，經(jīng)B1電磁耦合后可產(chǎn)生多組隔離變換電壓，該電壓經(jīng)DD1、DD2整流，C6、C7濾波電路后形成一個比較穩(wěn)定的與原電源充分隔離的直流電源VD1，該電源經(jīng)IC1穩(wěn)壓后輸出具有過載和短路保護(hù)功能的VD2。
實(shí)施例1對于常規(guī)的電路中，可直接使用本實(shí)用新型所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，無需任何外圍元件，參見圖3、圖4所示，為基本的輸入輸出隔離，可以用于提供個簡單的隔離了的輸出電源，或產(chǎn)生不同電壓的供電線路，為實(shí)現(xiàn)其較高的電氣隔離能力，用單個的DC-DC轉(zhuǎn)換器就可以允許在線路板布局中有幾種不同的電勢差，將輸出正極接輸入端地，輸出端的負(fù)極產(chǎn)生一個電源，由于輸出端與輸入端是隔離的，輸出端的連接方式可以任意選定，例如附加一個單端連接線，可以在主電源之上再產(chǎn)生一組輸出或分出其它一些不同的直流電壓，參見圖5、圖6、圖7、圖8；一些對噪聲和紋波敏感的電路中，使用隔離型的DC-DC轉(zhuǎn)換器時，可在輸出端和輸入端使用無源的LC濾波網(wǎng)絡(luò)，以減少紋波值，參見圖9、圖10；本電路配置結(jié)構(gòu)一般用于測量儀表、數(shù)據(jù)處理以及其它對噪聲敏感的電路中，為了獲得非常低的紋波值時，在DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出端串聯(lián)一個電感器，這個輸出濾波電容的電容值可以增大，盡管使用串聯(lián)電感在電源接通瞬間時可以防止產(chǎn)生過大的電流，但在通常工作條件下，輸出電路對于過流乃至短路情況無保護(hù)功能，一旦過流或短路情況發(fā)生，該DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端將會產(chǎn)生一個大的輸入電流，以便設(shè)法滿足輸出端的要求，如果這種情況沒有被糾正，那么最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器過熱而燒毀，這里有幾種方法保護(hù)DC-DC轉(zhuǎn)換器在輸出端過載的時候不至于被損壞，最簡單的方法是串接一個保險絲，當(dāng)然該保險絲要有足夠的容量，使其不至于被電源接通瞬間產(chǎn)生的涌浪電流燒毀，參見圖9、圖10，另一個簡單的電路就是加一個斷路器，參見圖11、圖12，如果在輸入端有智能功率管理系統(tǒng)，可以在輸入端串聯(lián)一個電阻(以取代串聯(lián)電感)并檢測通過其的電壓降，這樣，功率管理系統(tǒng)就可以起作用，相似的電路也可以用在輸出端，以檢測其輸出電路，但是，如果功率管理系統(tǒng)是在輸入端那一邊，檢測器需與功率控制器隔離，參見圖13、圖14、圖15、圖16、圖17、圖18、圖19；輸出端的串聯(lián)電阻的發(fā)熱情況可以用來指明過載情況及防止系統(tǒng)出現(xiàn)隔離障礙，將熱敏電阻或其它熱敏感裝置貼近串聯(lián)電阻，就可以檢測出過載情況，參見圖14、圖15、圖16；另外，為實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓及過壓保護(hù)電路功能，在其輸出端串接一個線性穩(wěn)壓器，參見圖17。
實(shí)施例2如圖18所示，為本實(shí)用新型串聯(lián)連接示意圖；由于其輸出和輸出隔離，可以允許多個DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出端串聯(lián)連接，此時只需將一個轉(zhuǎn)換器的輸出端正極連結(jié)另一個轉(zhuǎn)換器的負(fù)極即可，參見圖18，用這種方式可以產(chǎn)生一些非標(biāo)準(zhǔn)的電壓，當(dāng)然，這時串聯(lián)后的總的輸出電流不能超過其中輸出電流能力最小的那個轉(zhuǎn)換器的電流值。
實(shí)施例3如圖19所示，為本實(shí)用新型并聯(lián)連接示意圖；當(dāng)單個的DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出功率不能滿足要求時，我們可以將多個轉(zhuǎn)換器并聯(lián)起來使用，這樣可以獲得更大的輸出功率。
權(quán)利要求1.一種寬電壓輸入高隔離穩(wěn)壓輸出型DC/DC電源模塊，主要包括寬電壓輸入電路、高隔離變換穩(wěn)壓輸出電路，其特征是所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路連接隔離電路，隔離電路與電源模塊的電源輸出端口相連。
2.一種寬電壓輸入高隔離穩(wěn)壓輸出型DC/DC電源模塊，其特征是設(shè)有一組或多組高隔離的輸出E電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬電壓輸入高隔離穩(wěn)壓輸出型DC/DC電源模塊，其特征是多個DC/DC電源模塊可以采用串聯(lián)或并聯(lián)方式連接。
專利摘要一種寬電壓輸入高隔離穩(wěn)壓輸出型DC/DC電源模塊，主要涉及電源系統(tǒng)中具有隔離轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓功能的電源模塊，目的在于提供一種寬電壓輸入的具有較高電氣隔離能力的穩(wěn)壓輸出型DC/DC電源模塊，主要技術(shù)方案如下輸入Vin經(jīng)過C1濾波后，連接由C2、R1、Q1等組成的高額振蕩電路，再連接電磁耦合電路B1，經(jīng)由D1、D2等組成的整流電路，整流后連接由C3、C4組成的濾波電路，從而形成一個比較穩(wěn)定的與原電源充分隔離的直流電源VD1，其連接IC1穩(wěn)壓后輸出具有過載和短路保護(hù)功能的VD2。
文檔編號G05F1/46GK2730018SQ20042004285
公開日2005年9月28日 申請日期2004年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月25日
發(fā)明者于廣沅 申請人:于廣沅