專利名稱：開關dc-dc變換器的制作方法
技術領域：
開關DC—DC變換器，涉及程控交換機內使用的開關電源模塊組件。
現的技術的開關DC—DC變換器，其開關頻率低，一般≤300Kc，頻率密度不夠高，同時多為敷銅板結構，散熱及可靠性不好。
本實用新型的目的在于提供一種開關頻率達1MHz的開關DC—DC變換器。產品質量高，可靠性好。


圖1為本實用新型開關DC—DC變換器原理框圖。
圖2為本實用新型開關DC—DC變換器實施例電路原理圖。
圖3為圖2中過壓、欠壓、限流保護部分B電路圖。
圖1開關DC—DC變換器，電路結構為濾波器A的輸入端接(1)、(2)電源端子，輸出端接過壓、欠壓、限流保護電路B的輸入端(3)、(4)，從B(5)、(6)端聯(lián)接至(PWMC)，PWM輸出端(11)接開關管G柵極，開關管G源極接地，漏極接變壓器F初級(11)，PWMC另一輸出端接至諧振吸收電路D，諧振吸收電路D輸出端接至變壓器F初級線圈，變壓器次級(12)、(13)端接至濾波組件H，由濾波組件H輸出端接電源輸出端子((7)、(16)，濾波組件另二個取樣端接至穩(wěn)壓功能部件1輸入端，由1輸出端(22)、(22)接至(PWM)C輸入端(8)、(9)，形成閉合反饋回路。
圖2開關DC—DC變換器實施例電路原理圖。電源V+輸入端子(1)接電容C1，電源V-輸入端子接電容C2，C1、C2另一端d接地，電容C3并聯(lián)于(1)、(2)端，扼流圈L1初級串聯(lián)于輸入端(1)，L1次級串聯(lián)于輸入端(2)，L1下端接B的輸入端(4)，次級接B的輸入端(3)、電容C4并聯(lián)于a的輸入端(3)、(4)，從B的(5)、(6)端連至(PWM)C，從(PWM)C輸出端接開關管G的柵級，開關管源極接地，漏極接變壓器F初級(11)端，(PWM)C另一輸出端(10)接至諧振吸收電路D，諧振吸收電路D輸出端接至變壓器F初級線圈上端，變壓器次級(12)、(13)端并聯(lián)電容C5后，正端接二極管D1，D1然后接至電感L2，二極管D2正向端接(13)端，D2反向端接(14)端，電容C6上端接(14)端，下端接(13)端，電感L2輸出端接(17)端，電容C9上端接(17)端，C9下端接電阻R52左端，電容C8上端接(17)端，C8下端接地，電容C7上端接地，C7下端接R22左端，Rs2右接輸出端子(16)，Rs2右端接穩(wěn)壓管Z1，Z1下端接IC1B的(6)端同時接R5下端，R5上端接(17)端，R2上端接(17)，R2下端接IC1B(5)端，R1上端接(16)端，下端接IC1B(5)端，R6上端接IC1B(5)端，下端接VoulAdlust，集成塊IC1B(7)端接發(fā)光管IC2l2，IC2l2輸出端(21)接PWM(C)輸入端(8)，集成塊IC1A的(3)端接(16)端，(2)端接R3下端，R3上端接Rs2左端，R4上端接IC1A的(2)端，R4下端接IC1B的(6)端，IC1A的(1)端接IC2l1輸入端，從IC2l1輸出端(22)接(PWM)C的輸入端(9)，光耦管IC2l1和IC2l2的發(fā)射極共同接開關管G的源極。
圖3V1從(3)端接入，第一支路為R7左端接(3)端，右端接IC3A同相端(3)，R8左端接V1(3)端，右端接穩(wěn)壓管Z2及IC3A(2)端，電阻R9上端接IC3A(3)端，下端接地，IC3A(1)端接二極管D3，D3負極接二極管D4負極。
第二支路為電阻R10左端接V1輸入端子(3)，R10右端接電阻R11R11下端接地，R11和R10接IC3B(5)端，IC3B(6)端接IC3A(2)端，IC3B(7)端接D4正端，D4負端接PWMOFF(5)，PWMOFF(5)接圖2中的(5)端。
第三支路R12左端接V1輸入(3)端，R12右端接電容C10，C10下端接地，C10接IC3C(9)端，IC3C(10)端接IC3B(6)端，同時接R13上端，R13下端接R14右端，IC3C(8)端接D5正端，D5負端接PWLIMIT(6)。
第四支路Iover(4)接IC3D(12)端，R14左端接地，右端接IC3D(13)端，IC3D(14)端接D6正極，D6負極接PWMLIMIT(6)端，PWMLIMIT(6)端接圖2中的(6)端，Iover(4)接圖2中的(4)端。
參見圖1，從(1)、(2)端輸入直流電壓24—72V，經過濾波器A濾掉高頻干擾脈沖，再經過過壓、欠壓、限流保護電路B，啟動脈寬調制器(PWM)C工作，輸出驅動信號(18)至開關管G和諧振吸收電路D，由開關管G產生的開關電壓經變壓器F，把能量轉換到次級，次級脈沖電壓經整流、濾波組件H，獲得高穩(wěn)定低紋波直流輸出電壓，對外供電，輸出電壓的穩(wěn)定由穩(wěn)壓功能部件I控制，部件I同時具備過壓、短路，過流保護作用，該部件輸出信號控制脈寬調制器PWMC，形成一閉合反饋回路。
在脈寬調制器(PWM)C部分，有外接遙控端(7)，可遠距離控制開關DC—DC變換器電源輸出的開/關。
穩(wěn)壓功能部件I，有外接輸出電壓微調端(Vout Adjust)。
實施例參見圖2、圖3。
輸入電源從端子(1)V+和(2)V-輸入，經C1/C2濾去共模雜音，端子(d)接機殼地，再經C3/L1/C4濾去高頻差模雜音，使外電源和開關DC—DC變換器的雜音互相隔離后，再向開關DC—DC變換器供電。
經濾波后的電源從(3)、(4)端進入，首先由過壓、欠壓、限流保護電路B檢測，見圖3。該電路包括電阻R7、R8、R9、穩(wěn)壓二極管Z2、集成塊LM324的第一部分IC3A、二極管D3、電阻R10、R11、LM324的第二部分IC3B、二極管D4組成控制PWM OFF(5)(關)支路；電阻R12R13、R14電容C10、LM324第三部分IC3C、二極管D5組成的PWM LIMT(6)最大輸入功率限制支路、LM324的第四部分IC3D、二極管D6組成的控制脈寬支路。D3—D6選用IN414B，工作過程如下若電壓不在24—27V范圍內，則IC3A、IC3B輸出一個高電平信號，由PWM OFF(5)輸出，控制(PWM)C停止工作；若電壓在24—27V范圍，則(5)輸出低電平，不影響PWM正常工作，在開機時，由慢啟動電路IC3C，輸出一緩慢上升電壓，控制(PWM)C輸出的脈寬，逐漸增大，避免開機沖擊電流，工作時，若由于電路某部分故障(如短路等)引起初級回路電流Iover在Rs1上壓降超過一定值時，由IC3iD輸出一高電平，由PWM LIMIT(6)輸出信號控制(PWM)C限制其輸出驅動脈寬，保護開關管G不致過流損壞。
工作的核心部件(PWM)C為脈寬調制器，受五路輸入信號(5)、(6)、(7)、(8)、(9)控制，其中(7)端為外接遙控端Remite(遙控)，當該端輸入—低電平，PWM停止工作；(8)端連接穩(wěn)壓功能部件I，連接IC2/2及LM358的IC1B，受輸出穩(wěn)壓控制，電壓由電阻R2、R5從(17)端取樣；(9)端連接IC2/1及LM358的IC1A，受輸出過流控制，電流取樣由電阻RS2、端子(16)取樣。
(PWM)C輸出端(10)連接諧振吸收電路D，(18)端接主開關管G，使在變壓器F初級形成開關頻率達1MHz的脈沖電壓，變壓器輸出為(12)、(13)端。
輸出脈沖電流在(12)/(13)端，經C5吸收掉高頻尖峰，由二極管D1整流形成直流脈沖，C6吸收尖峰，經電感L2向C9充電，同時向負載供電，形成輸出電壓Uout，二極管D2為在開關截止時，經電感L2向Uout供電的續(xù)流二極管，C7/C8為輸出共模雜音濾波電容，其入地端d與輸入前端電容C1/C2的接地d端相連。
輸出端電壓Vout，經電阻R1/R2分壓，輸入到LM358IC1B的同相端5，其反相端接參考電平Vref，Vref接穩(wěn)壓管Z1及電阻R5，當Vout ↑時，IC1B的5端電壓V+↑，輸出端7為高電平，光耦管IC2/2亮，經IC2的(2)端輸出(PWM)C穩(wěn)壓輸入端(8)，控制脈寬↓，使(18)端輸出電壓脈寬↓，變壓器F(12)、(13)端輸出電壓脈寬↓，DC—DC變換器輸出端(17)電壓↓。輸出電流I0經Rs2形成過流取樣電壓，經(16)端輸入到LM358 IC1A同相輸入端3，反相端2接端子(20)，(20)為分壓電阻R3/R4中點，當電阻Rs2上電流I0大于設定輸出電流時，IC1A端輸出高電平，經光耦管IC2/1，IC2/1亮，由22端輸入到(PWM)C的過流控制端(9)進行脈寬調制，使(18)端電壓脈寬下降，變壓器F的(12)、(13)端電壓脈寬下降。光耦管IC2/1、IC2/2采用TLP5221-2型號。
本實用新型的開關DC—DC變換器，工作頻率達1MHz，有完善的輸入、輸出、過流、短路保護功能，有遙控電源開/關端子，外微調輸出電壓±10％，其輸出汶波≤20mVp-p，采用混合集成電路工藝，體積小、重量輕、可靠性高，按照標準的外部體積尺寸設計，適用于安裝在程控交換機上作開關電源。
權利要求1.開關DC—DC變換器.其特征為濾波器A的輸入端接(1)、(2)電源端子，輸出端接過壓、欠壓、限流保護電路B的輸入端(3)、(4)，從B(5)、(6)端聯(lián)接至(PWMC)，PWMC輸出端(18)接開關管G柵極，開關管G源極接地，漏極接變壓器F初級(11)，PWMC另一輸出端接至諧振吸收電路D，諧振吸收電路D輸出端接至變壓器F初級線圈，變壓器次級(12)、(13)端接至濾波組件H，由濾波組件H輸出端接電源輸出端子(17)、(16)，濾波組件另二個取樣端接至穩(wěn)壓功能部件1輸入端，由1輸出端(22)、(22)接至(PWM)C輸入端(8)、(9)，形成閉合反饋回路。
2.根據權利要求1的開關DC—DC變換器，其特征為電源V+輸入端子(1)接電容C1，電源V-輸入端子接電容C2，C1、C2另一端d接地，電容C3并聯(lián)于(1)、(2)端，扼流圈L1初級串聯(lián)于輸入端(1)，L1次級串聯(lián)于輸入端(2)，L1下端接B的輸入端(4)，次級接B的輸入端(3)、電容C4并聯(lián)于B的輸入端(3)、(4)，從B的(5)、(6)端連至(PWM)C，從(PWM)C輸出端接開關管G的柵級，開關管源極接地，漏極接變壓器F初級(11)端，(PWM)C另一輸出端(10)接至諧振吸收電路D，諧振吸收電路D輸出端接至變壓器F初級線圈上端，變壓器次級(12)、(13)端并聯(lián)電容C5后，正端接二極管D1，D1然后接至電感L2，二極管D2正向端接(13)端，D2反向端接(14)端，電容C6上端接(14)端，下端接(13)端，電感L2輸出端接(17)端，電容C9上端接(17)端，C9下端接電阻Rs2左端，電容C8上端接(17)端，C8下端接地，電容C7上端接地，C7下端接Rs2左端，Rs2右接輸出端子(16)，Rs2右端接穩(wěn)壓管Z1，Z1下端接IC1B的(6)端，同時接R5下端，R5上端接(17)端，R2上端接(17)，R2下端接IC1B(5)端，R1上端接(16)端，下端接IC1B(5)端，R6上端接IC1B(5)端，下端接VoutAdlust，集成塊IC1B(7)端接發(fā)光管IC2l2，IC2l2輸出端(21)接PWM(C)輸入端(8)，集成塊IC1A的(3)端接(16)端，(2)端接R3下端，R3上端接Rs2左端，R4上端接IC1A的(2)端，R4下端接IC1B的(6)端，IC1A的(1)端接IC2l1輸入端，從IC2l1輸出端(22)接(PWM)C的輸入端(9)，光耦管IC2l1和IC2l2的發(fā)射極共同接開關管G的源極。過壓、欠壓、限流保護電路PtVl從(3)端接入，第一支路為R7左端接(3)端，右端接IC3A同相端(3)，R8左端接V1(3)端，右端接穩(wěn)壓管Z2及IC3A(2)端，電阻R9上端接IC3A(3)端，下端接地，IC3A(1)端接二極管D3，D3負極接二極管D4負極；第二支路為電阻R10左端接V1輸入端子(3)，R10右端接電阻R11R11下端接地，R11和R10接IC3B(5)端，IC3B(6)端接IC3A(2)端，IC3B(7)端接D4正端，D4負端接PWMOFF(5)，PWMOFF(5)接圖2中的(5)端；第三支路R12左端接V1輸入(3)端，R12右端接電容C10，C10下端接地，C10接IC3C(9)端，IC3C(10)端接IC3B(6)端，同時接R13上端，R13下端接R14右端，IC3C(8)端接D5正端，D5負端接PWMLIMIT(6)；第四支路Iover (4)接IC3D(12)端，R14左端接地，右端接IC3D(13)端，IC3D(14)端接D6正極，D6負極接PWMLIMIT(6)端。
專利摘要開關DC-DC變換器，其特征包括濾波器A、過壓、欠壓、慢啟動、功率限定電路B、脈寬調制器C、開關管G、諧振吸收電路D、變壓器F、整流濾波組件H、過壓、短路、過流保護電路I，開關頻率達1MHz，有遙控電源開關端子，外微調輸出電壓±10％，為混合集成電路工藝制作，體積小，可靠性高，適于安裝在程控交換機上作開關電源。
文檔編號H02M3/28GK2225109SQ9422992
公開日1996年4月17日 申請日期1994年11月28日 優(yōu)先權日1994年11月28日
發(fā)明者李衛(wèi)東 申請人:國營成都宏明無線電器材總廠