低輸入電壓隔離型dc-dc變換器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開的低輸入電壓隔離型DC-DC變換器，包括依次相連的電壓輸入端、輸入保護(hù)濾波模塊、高頻變壓器、輸出整流濾波模塊和電壓輸出端，輸入保護(hù)濾波模塊、高頻變壓器和輸出整流濾波模塊分別通過導(dǎo)線連接有供電模塊、功率MOS模塊和反饋單元，功率MOS模塊連接有PWM模塊，PWM模塊通過導(dǎo)線分別與供電模塊和反饋單元相連。本實用新型的低輸入電壓隔離型DC-DC變換器能夠在10～36V的低幅值、寬范圍的直流輸入電壓下，得到穩(wěn)定5V、15W的直流電壓，并且輸出與輸入可以達(dá)到很好的電氣隔離。經(jīng)過實驗驗證，其性能可靠、效率高、價格便宜、隔離效果好。
【專利說明】低輸入電壓隔離型DC-DC變換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于DC-DC變換器設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種低輸入電壓隔離型DC-DC變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]DC-DC變換器是將一種電壓的直流電變換成另外一種電壓的直流電的電力電子變換裝置，它通過控制主電路驅(qū)動功率開關(guān)器件的開通與關(guān)斷，將恒定的直流電壓斬成一系列的脈沖電壓，通過調(diào)節(jié)控制占空比的大小改變其脈沖寬度來調(diào)節(jié)輸出電壓值的平均值，最后通過LC濾波網(wǎng)絡(luò)得到符合設(shè)計要求的電壓或電流可控的直流電。按其輸入端與輸出端是否需要電氣隔離，可將其電路拓?fù)浯笾路譃楦綦x型DC-DC變換器、非隔離型DC-DC變換器兩大范疇。非隔離型DC-DC變換器輸入與輸出之間無電氣隔離，而在工業(yè)現(xiàn)場，由于信號復(fù)雜，為了保證主控系統(tǒng)安全可靠的運行，輸入與輸出之間有電氣隔離的DC-DC變換器得到更多的使用。
[0003]目前，常規(guī)輸入的隔離型DC-DC變換器技術(shù)和低輸入電壓的非隔離型DC-DC變換器較成熟，但當(dāng)輸入電壓較低、電壓范圍較寬的時候，無法得到穩(wěn)定的直流電壓輸出，并且輸出和輸入無法達(dá)到很好的電氣隔離。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種低輸入電壓隔離型DC-DC變換器，解決了現(xiàn)有的DC-DC變換器當(dāng)輸入電壓較低、電壓范圍較寬的時候，無法得到穩(wěn)定的直流電壓輸出，并且輸出和輸入無法達(dá)到很好的電氣隔離的問題。
[0005]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:低輸入電壓隔離型DC-DC變換器，包括依次相連的電壓輸入端、輸入保護(hù)濾波模塊、高頻變壓器、輸出整流濾波模塊和電壓輸出端，輸入保護(hù)濾波模塊、高頻變壓器和輸出整流濾波模塊分別通過導(dǎo)線連接有供電模塊、功率MOS模塊和反饋單元，功率MOS模塊連接有PWM模塊，PWM模塊通過導(dǎo)線分別與供電模塊和反饋單元相連。
[0006]本實用新型的特點還在于，
[0007]PWM模塊的型號為UC2845B。
[0008]供電模塊的型號為MC78L15。
[0009]功率MOS模塊的型號為IPB530N15N3。
[0010]高頻變壓器采用單輸入繞組和單輸出繞組。
[0011]本實用新型的有益效果是:本實用新型的低輸入電壓隔離型DC-DC變換器能夠在10?36V的低幅值、寬范圍的直流輸入電壓下，得到穩(wěn)定5V、15W的直流電壓，并且輸出與輸入可以達(dá)到很好的電氣隔離。經(jīng)過實驗驗證，其性能可靠、效率高、價格便宜、隔離效果好。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1是本實用新型的低輸入電壓隔離型DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中，1.電壓輸入端，2.輸入保護(hù)濾波模塊，3.高頻變壓器，4.輸出整流濾波模塊，5.電壓輸出端，6.供電模塊，7.功率MOS模塊，8.反饋單元，9.PWM模塊。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖以及【具體實施方式】對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]本實用新型提供了一種低輸入電壓隔離型DC-DC變換器，如圖1所示，包括依次相連的電壓輸入端1、輸入保護(hù)濾波模塊2、高頻變壓器3、輸出整流濾波模塊4和電壓輸出端5，輸入保護(hù)濾波模塊2、高頻變壓器3和輸出整流濾波模塊4分別通過導(dǎo)線連接有供電模塊6、功率MOS模塊7和反饋單元8，功率MOS模塊7連接有PWM模塊9，PWM模塊9通過導(dǎo)線分別與供電模塊6和反饋單元8相連。
[0016]PWM模塊9的型號為UC2845B。
[0017]供電模塊6的型號為MC78L15。
[0018]功率MOS模塊7的型號為IPB530N15N3。
[0019]高頻變壓器3采用單輸入繞組和單輸出繞組。
[0020]使用時，將待轉(zhuǎn)換的直流信號從電壓輸入端I輸入，輸入的直流信號分別依次經(jīng)過輸入保護(hù)濾波模塊2、高頻變壓器3、輸出整流濾波模塊4的處理，轉(zhuǎn)換為符合要求的直流信號，再從電壓輸出端5中輸出。
[0021]輸入保護(hù)濾波單元2的作用是當(dāng)輸入的直流電壓超過36V時，將電壓鉗位在36V，達(dá)到對后級器件過壓保護(hù)的效果，并起到濾波的效果。
[0022]高頻變壓器3的作用是單輸入、單輸出的單端反激變壓器，由EI型鐵氧體磁芯、骨架和銅線組成，其一方面實現(xiàn)能量的傳遞，另一方面對輸入、輸出進(jìn)行電氣隔離。
[0023]輸出整流濾波模塊4的作用是進(jìn)一步整流和濾波，在功率MOS模塊7導(dǎo)通期間，反向阻斷，在功率MOS模塊截止期間，對傳遞到高頻變壓器3副繞組的電壓進(jìn)行整流；并能夠有效的消除輸出電壓中的紋波。
[0024]反饋單元8對輸出電壓進(jìn)行電壓采樣，采樣電壓與反饋單元8中設(shè)定的參考電壓進(jìn)行比較，反饋電路一方面將輸出電壓信號反饋給PWM模塊9，另一方面將輸出反饋電信號與輸入電壓信號進(jìn)行電氣隔離，與高頻變壓器3共同實現(xiàn)輸出與輸入的完全隔離。
[0025]功率MOS模塊7是本實用新型中使用的IPB530N15N3，其特點是導(dǎo)通、關(guān)斷時間短，導(dǎo)通電阻小，能夠滿足對導(dǎo)通和關(guān)斷損耗的限制要求，實現(xiàn)高頻控制。
[0026]供電模塊6以MC78L15為核心，作用是為PWM模塊9提供工作電壓以及為反饋單元8提供偏置電壓。供電模塊6不但能夠省去高頻變壓器3的偏置繞組，縮減了變壓器的復(fù)雜性，而且能夠提供更加穩(wěn)定的供電電壓。
[0027]PWM模塊9具有超低的工作電壓，有很好的驅(qū)動能力及過流保護(hù)功能。
[0028]經(jīng)過測試，本實用新型的低輸入電壓隔離型DC-DC變換器輸入電壓范圍能夠低至10-36V,低于一般反激電源的輸入電壓,輸出可達(dá)5V、15W。當(dāng)輸入電壓達(dá)到IOV后，電路開始起振，得到穩(wěn)定的5V直流電壓。
[0029]通過上述方式，本實用新型的低輸入電壓隔離型DC-DC變換器解決了現(xiàn)有的DC-DC變換器當(dāng)輸入電壓較低、電壓范圍較寬的時候，無法得到穩(wěn)定的直流電壓輸出，并且輸出和輸入無法達(dá)到很好的電氣隔離的問題。本實用新型的低輸入電壓隔離型DC-DC變換器能夠在10?36V的低幅值、寬范圍的直流輸入電壓下，得到穩(wěn)定5V、15W的直流電壓，并且輸出與輸入可以達(dá)到很好的電氣隔離。經(jīng)過實驗驗證，其性能可靠、效率高、價格便宜、隔離效果好。
【權(quán)利要求】
1.低輸入電壓隔離型DC-DC變換器，其特征在于，包括依次相連的電壓輸入端(I)、輸入保護(hù)濾波模塊(2)、高頻變壓器(3)、輸出整流濾波模塊(4)和電壓輸出端(5)，所述輸入保護(hù)濾波模塊(2)、高頻變壓器(3)和輸出整流濾波模塊(4)分別通過導(dǎo)線連接有供電模塊(6 )、功率MOS模塊(7 )和反饋單元(8 )，所述功率MOS模塊(7 )連接有PWM模塊(9 )，所述PWM模塊(9)通過導(dǎo)線分別與所述供電模塊(6)和所述反饋單元(8)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的低輸入電壓隔離型DC-DC變換器，其特征在于，所述PWM模塊(9)的型號為UC2845B。
3.如權(quán)利要求1所述的低輸入電壓隔離型DC-DC變換器，其特征在于，所述的供電模塊(6)的型號為MC78L15。
4.如權(quán)利要求1所述的低輸入電壓隔離型DC-DC變換器，其特征在于，所述的功率MOS模塊(7)的型號為IPB530N15N3。
5.如權(quán)利要求1?4任意一項所述的低輸入電壓隔離型DC-DC變換器，其特征在于，所述的高頻變壓器(3)采用單輸入繞組和單輸出繞組。
【文檔編號】H02M3/335GK203691244SQ201320890709
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】段建東, 葉兵, 張青山, 張宏光 申請人:西安理工大學(xué)