專利名稱：多輸出隔離電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及多輸出隔離電源裝置，具體說是用于電力電子裝置的高頻開關(guān)型多輸出隔離電源裝置。
背景技術(shù)：
電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得電力電子裝置的應(yīng)用越來越廣泛。目前，在電力電子裝置中，在需要隔離電源的地方，均設(shè)置獨立的包括原、副邊電路的整套工作電源，電路復(fù)雜，效率低，體積大，成本高，可靠性低；有些電力電子裝置使用帶有電壓泵的專用單電源驅(qū)動電路，可以省掉復(fù)雜的多路隔離輔助電源，但由于這種專用電路的局限性，不能適用于高電壓、大功率和其它有特殊需要的場合。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、價格相對低廉、運行安全可靠、高效，能滿足多種應(yīng)用場合的多輸出隔離電源裝置。
本實用新型的多輸出隔離電源裝置包括內(nèi)含整流電路、輔助電源主電路、恒流源電路和開關(guān)切換電路的主電路、控制電路、若干臺變壓器、輔助電源副電路及若干二次側(cè)電路，輸入主電路的交流電經(jīng)整流電路整流成直流輸給輔助電源主電路和恒流源電路，恒流源電路輸出的幅度恒定的直流電流經(jīng)開關(guān)切換電路變換成幅度恒定、方向周期性交變的方波電流，加到若干臺變壓器的原邊繞組，各變壓器的副邊繞組分別與用于整流、濾波、穩(wěn)壓的二次側(cè)電路相連，控制電路的電源由輔助電源主電路輸出的交變方波電壓經(jīng)輔助電源副電路隔離、整流、濾波、穩(wěn)壓后提供，該控制電路輸出的控制信號分三路，其一路用于控制輔助電源主電路輸出交流方波電壓，另一路用于控制恒流源電路產(chǎn)生幅度恒定的直流電流，還有一路用于控制開關(guān)切換電路的開關(guān)切換。
本實用新型的多輸出隔離電源裝置利用控制電路，控制電流源電路和開關(guān)切換電路，使恒流源輸出的幅度恒定的直流電流經(jīng)開關(guān)切換電路變換成幅度恒定、方向周期性交變的方波電流，供給若干個獨立磁路的變壓器原邊，以副邊繞組的輸出作為彼此隔離的電源。這樣，使用一套主電路就可以產(chǎn)生多組彼此隔離的副邊電壓，和其他形式的電源相比，在輸出功率和輸出路數(shù)相等的情況下，具有體積小、重量輕、效率高、可靠性高等顯著優(yōu)點，而且由于采用具有獨立磁路的副邊繞組的變壓器，副邊繞組個數(shù)也就是輸出隔離電源的路數(shù)的增減非常方便，特別是當輸出隔離電源的路數(shù)較多時，該電源的優(yōu)勢就更為明顯。


圖1是本實用新型構(gòu)成原理方框圖；圖2是主電路的一種具體電路圖；圖3是控制電路的一種具體電路圖；圖4是若干臺變壓器繞組連接示意圖；圖5是二次側(cè)電路實例；圖6是輔助電源副電路的電路實例。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型的多輸出隔離電源裝置包括內(nèi)含整流電路6、輔助電源主電路7、恒流源電路8和開關(guān)切換電路9的主電路1、控制電路2、若干臺變壓器3、輔助電源副電路4及若干二次側(cè)電路5，輸入主電路的交流電經(jīng)整流電路6整流成直流輸給輔助電源主電路7和恒流源電路8，恒流源電路8輸出的幅度恒定的直流電流經(jīng)開關(guān)切換電路9變換成幅度恒定、方向周期性交變的方波電流，加到若干臺變壓器3的原邊，各變壓器的副邊繞組分別與用于整流、濾波、穩(wěn)壓的二次側(cè)電路5相連，控制電路2的電源由輔助電源主電路7輸出的交變方波電壓經(jīng)輔助電源副電路4隔離、整流、濾波、穩(wěn)壓后提供，該控制電路2輸出的控制信號分三路，其一路用于控制輔助電源主電路7輸出交流方波電壓，另一路用于控制恒流源電路8產(chǎn)生幅度恒定的直流電流，還有一路用于控制開關(guān)切換電路9的開關(guān)切換。
參照圖2所示主電路，這里，整流電路6為單相整流橋，輔助電源主電路7是由功率開關(guān)管Q3、Q4和電容C4、C5組成的半橋式電路。恒流源電路8是由功率開關(guān)管Q1、Q2、二極管D1、D2、D3和電感L1、L2、L3構(gòu)成的雙BUCK型電路，開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q2的漏極和二極管D3的陰極接在整流電路輸出的正極上，功率管Q1的源極和二極管D1的陰極及電感L2的一端接在一起，二極管D1、D2的陽極接在整流電路輸出的負極上(R4為檢測電阻，阻值很小，其對電路影響可以忽略)，功率管Q2的源極和二極管D2的陰極及電感L3的一端接在一起，電感L2、L3的另一端和電感L1的一端接在一起，電感L1的另一端接二極管D3的陽極。開關(guān)切換電路9是由功率開關(guān)管Q5、Q6、Q7、Q8構(gòu)成的單相全橋逆變橋，開關(guān)管Q5的源極和開關(guān)管Q6的漏極相連組成一個橋臂，開關(guān)管Q7的源極和開關(guān)管Q8的漏極相連組成另一個橋臂，開關(guān)管Q5、Q7的漏極相連，接恒流源電路的一個輸出端，開關(guān)管Q6、Q8的源極相連，接恒流源電路的另一個輸出端，二橋臂的中點OUT1、OUT2分別為主電路的二個輸出端。
上述的功率開關(guān)管Q1～Q8可以采用功率MOSFET管。
用于控制輔助電源主電路7，恒流源電路8及開關(guān)切換電路9的控制電路如圖3所示，是由集成電路3875、脈沖變壓器T3、T4、T5、T6、T7及相應(yīng)的阻容元件組成。集成電路3875的Qut-a、Qut-b、Qut-c、Qut-d引腳與脈沖變壓器T3、T4、T5、T6、T7的原邊相連，脈沖變壓器付邊Gi(i＝1，2，3，4，5，6，7，8)端分別與圖2主電路的Gi(i＝1，2，3，4，5，6，7，8)端相連接，脈沖變壓器付邊Si(i＝1，2，3，4，5，6，7，8)端分別與圖2中的Si(i＝1，2，3，4，5，6，7，8)端相連接，用于實現(xiàn)各功率開關(guān)管的驅(qū)動。
主電路的引出端Out1、Out2與圖4的Out1、Out2對應(yīng)相連接，圖4所示，若干臺變壓器Tn具有共同的原邊，其原邊可以采用單匝或多匝。通常，在變壓器的原邊接入電感L4。副邊具有各自獨立的磁路，分別與二次側(cè)電路相連接。
二次側(cè)電路如圖5所示，它具有由二極管D17～D20構(gòu)成整流電路，電阻R31～R37、精密參考源D21、三極管T1、功率管M1組成的穩(wěn)壓電路，整流電路D17與D18的連接點，D19與D20的連接點引出與變壓器的付邊繞組相連接。
輔助電源副電路如圖6所示，它包括實現(xiàn)能量隔離傳輸?shù)淖儔浩鱐8，由二極管D14、D15組成的整流電路，電感L7、電容C23組成的濾波電路和串聯(lián)穩(wěn)壓電路U2，該電路的J、K端與輔助電源主電路7的J、K端對應(yīng)相連。
本實用新型采用在變壓器原邊串入電感L4，輔助電源副電路的隔離變壓器T8原邊串入電感L6，恒流源電路中接入電感L2、L3，可以實現(xiàn)開關(guān)管Q1～Q8的軟開關(guān)。
權(quán)利要求1.多輸出隔離電源裝置，其特征在于它包括內(nèi)含整流電路[6]、輔助電源主電路[7]、恒流源電路[8]和開關(guān)切換電路[9]的主電路[1]控制電路[2]、若干臺變壓器[3]、輔助電源副電路[4]及若干二次側(cè)電路[5]，輸入主電路的交流電經(jīng)整流電路[6]整流成直流輸給輔助電源主電路[7]和恒流源電路[8]，恒流源電路[8]輸出的幅度恒定的直流電流經(jīng)開關(guān)切換電路[9]變換成幅度恒定、方向周期性交變的方波電流，加到若干臺變壓器[3]的原邊，各變壓器的副邊繞組分別與用于整流、濾波、穩(wěn)壓的二次側(cè)電路[5]相連，控制電路[2]的電源由輔助電源主電路[7]輸出的交變方波電壓經(jīng)輔助電源副電路[4]隔離、整流、濾波、穩(wěn)壓后提供，該控制電路[2]輸出的控制信號分三路，其一路用于控制輔助電源主電路[7]輸出交流方波電壓，另一路用于控制恒流源電路[8]產(chǎn)生幅度恒定的直流電流，還有一路用于控制開關(guān)切換電路[9]的開關(guān)切換。
2.按權(quán)利要求1所述的多輸出隔離電源裝置，其特征是輔助電源主電路[7]是由功率開關(guān)管[Q3]、[Q4]和電容[C4]、[C5]組成的半橋式電路。
3.按權(quán)利要求1所述的多輸出隔離電源裝置，其特征是恒流源電路[8]是由功率開關(guān)管[Q1]、[Q2]、二極管[D1]、[D2]、[D3]和電感[L1]、[L2]、[L3]構(gòu)成的雙BUCK型電路，開關(guān)管[Q1]和開關(guān)管[Q2]的漏極和二極管[D3]的陰極接在整流電路輸出的正極上，功率管[Q1]的源極和二極管[D1]的陰極及電感[L2]的一端接在一起，二極管[D1]、[D2]的陽極接在整流電路輸出的負極上，功率管[Q2]的源極和二極管[D2]的陰極及電感[L3]的一端接在一起，電感[L2]、[L3]的另一端和電感[L1]的一端接在一起，電感[L1]的另一端接二極管[D3]的陽極。
4.按權(quán)利要求1所述的多輸出隔離電源裝置，其特征是開關(guān)切換電路[9]是由功率開關(guān)管[Q5]、[Q6]、[Q7]、[Q8]構(gòu)成的單相全橋逆變橋，開關(guān)管[Q5]的源極和開關(guān)管[Q6]的漏極相連組成一個橋臂，開關(guān)管[Q7]的源極和開關(guān)管[Q8]的漏極相連組成另一個橋臂，開關(guān)管[Q5]、[Q7]的漏極相連，接恒流源電路的一個輸出端，開關(guān)管[Q6]、[Q8]的源極相連，接恒流源電路的另一個輸出端，二橋臂的中點分別為主電路的二個輸出端。
5.按權(quán)利要求1所述的多輸出隔離電源裝置，其特征是控制電路[2]是由集成電路3875、脈沖變壓器[T3]、[T4]、[T5]、[T6]、[T7]及相應(yīng)的阻容元件組成。
6.按權(quán)利要求1所述的多輸出隔離電源裝置，其特征是若干臺變壓器具有共同的原邊，匝數(shù)為單匝或多匝。
專利摘要本實用新型的多輸出隔離電源裝置包括內(nèi)含整流電路、輔助電源主電路、恒流源電路和開關(guān)切換電路的主電路、控制電路、若干臺變壓器、輔助電源副電路及若干二次側(cè)電路。本實用新型利用控制電路，控制電流源電路和開關(guān)切換電路，使恒流源輸出的幅度恒定的直流電流經(jīng)開關(guān)切換電路變換成幅度恒定、方向周期性交變的方波電流，供給若干個獨立磁路的變壓器原邊，以副邊繞組的輸出作為彼此隔離的電源。它具有體積小、重量輕、效率高、可靠性高等顯著優(yōu)點，而且由于采用具有獨立磁路的副邊繞組的變壓器，副邊繞組個數(shù)也就是輸出隔離電源的路數(shù)的增減非常方便，特別是當輸出隔離電源的路數(shù)較多時，該電源的優(yōu)勢就更為明顯。
文檔編號H02M7/00GK2529425SQ0127640
公開日2003年1月1日 申請日期2001年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月27日
發(fā)明者呂征宇, 江道灼, 吳兆麟, 吳國炎 申請人:浙江大學(xué)