CN102983748A - 用于反激电路的隔离电源 - Google Patents

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戴雪维
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Abstract

本发明涉及一种用于反激电路的隔离电源，具有：初级；通过隔离变压器与所述初级电隔离的主输出级；以及至少一个次输出级，其中，次输出级通过第一电容器(C31)和第二电容器(C32)与初级隔离，并且第一电容器(C31)和第二电容器(C32)将来自初级的能量传输给次输出级输出。

Description

用于反激电路的隔离电源
技术领域
本发明涉及一种用于反激电路的隔离电源。
背景技术
随着电子技术的迅猛发展，人们研制出了越来越多的电子设备，为电子设备安全供电成为一个重要课题。因此，人们设计了隔离电源为电子设备进行供电。在现有技术中，通常使用隔离隔离变压器来将隔离电源的初级与输出级隔离，但是在一些情况下，隔离变压器的容量是受到限制的，随着隔离等级的提高，隔离变压器的尺寸也将相应加大，因此，在一些情况下，没有足够的空间用于安装隔离变压器。在中国专利CN201639481中公开了一种多输出隔离电源，该多输出隔离电源通过隔离电压变压器在初级和多个输出级之间进行能量传输。但是对于低功率SELV电源来说，在初级和多个输出级之间的隔离变压器过大并且也非常昂贵。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于反激电路的隔离电源。该隔离电源在提供必要的隔离性能的同时还具有较小的尺寸，并且成本更加低廉。
本发明的目的通过一种用于反激电路的隔离电源由此实现，即该隔离电源具有：初级；通过隔离变压器与初级电隔离的主输出级；以及至少一个次输出级，其中，次输出级通过第一电容器和第二电容器与初级隔离，并且第一电容器和第二电容器将来自初级的能量传输给次输出级输出。在本发明的设计方案中，隔离电源的主输出级通过隔离变压器与初级电隔离。而次输出级则通过电容器与初级隔离。这样在本发明的隔离电源中就省略了原本需要在次输出级和初级之间进行隔离的隔离变压器，这在很大程度上降低了隔离电源的尺寸，并且降低了隔离电源的成本。
在本发明的一个优选的设计方案中，初级具有场效应管，并且第一电容器的一端连接至场效应管的漏极，以及第二电容器的一端连接至所述场效应管的源极。场效应管本身以固有的频率接通和断开。在接通场效应管时，隔离变压器和第一电容器以及第二电容器充电，并且在场效应管断开时，隔离变压器和第一电容器以及第二电容器放电，从而实现能量从初级到主输出级和次输出级的传递。
优选的是，次输出级具有电解电容器、第一二极管和次输出端，所述第一电容器的另一端通过所述第一二极管连接至次输出端，并且第二电容器的另一端通过电解电容器连接至次输出端。在本发明的设计方案中，电解电容器确保次输出端具有低的电压纹波和足够的维持时间，第一二极管用于避免输出影响场效应管的稳态工作。
进一步优选的是，为了避免输出的过压，次输出级还具有稳压二极管，稳压二极管的一端连接在所述第一电容器和所述第一二极管之间并且另一端连接在第二电容器和电解电容器之间。
根据本发明提出，次输出级在第二电容器和电解电容器之间接地，从而确保了次输出级中的设备以及人员的安全。
根据本发明的设计方案提出，初级还具有第三电容器，第三电容器的一端连接至场效应管的源极，该场效应管的漏极连接至隔离变压器，该隔离变压器进一步连接至第三电容器的另一端，其中初级在第三电容器和场效应管的源极之间接地。在场效应管接通时，隔离变压器充电，在场效应管断开时，隔离变压器放电，从而使能量从初级传递到主输出级上输出。此外，由于初级也接地，从而也确保了初级中的电子器件和人员的安全。
在本发明的设计方案中，隔离变压器具有设置在初级中的原绕组以及设置在主输出级中并连接至主输出级的主输出端的副绕组，来自初级的能量通过原绕组和副绕组在主输出端输出。由于仅仅在初级和主输出级之间设置了隔离变压器，因此在最大程度上降低了隔离电源的尺寸，并降低了隔离电源的成本。
根据本发明的设计方案提出，主输出级还具有用于整流的第二二极管和用于滤波第四电容器，其中，第二二极管连接在副绕组的一端和主输出端之间，并且第四电容器连接在副绕组的另一端和主输出端之间，其中主输出级在第四电容器和副绕组之间接地。通过主输出级输出的能量主要用于为负载提供用于基本运行的能量，隔离变压器能够确保能量的稳定输出。
根据本发明的设计方案提出，第一电容器和第二电容器设计成安规Y电容器。第一和第二电容器的类型确定了隔离电源的隔离等级。在本发明中采用了安规Y电容器，因此根据本发明的隔离电源的隔离等级较高。此外，安规Y电容器在高频率和低频率时的电容阻值是不同的，其在高频率时，阻值足够低，以传输能量，并且在低频率时，阻值足够高以阻挡高电压，实现隔离。
进一步优选的是，初级、主输出级以及次输出级分别接入不同的地。这也就是说，初级、主输出级以及次输出级彼此相对绝缘。
附图说明
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：
图1是根据本发明的隔离电源的电路图。
具体实施方式
本发明的唯一的附图中示出了根据本发明的隔离电源的电路图。该隔离电源具有初级、主输出级和一个次输出级，当然根据本发明的设计原理，次输出级的数量并不仅限于一个，也可能是多个。
从图1中可见，初级具有场效应管Q5、隔离变压器的原绕组T1-A以及第三电容器C1。第三电容器C1的一端连接至场效应管Q5的源极，场效应管Q5的漏极连接至原绕组T1-A，原绕组T1-A进一步连接至第三电容器C1的另一端，其中初级在第三电容器C1和场效应管Q5的源极之间接地。
根据本发明的隔离电源的主输出级具有第二二极管D10和第四电容器C24，其中，第二二极管D10连接在隔离变压器的副绕组T1-B的一端和主输出端OUT1之间，并且第四电容器C24连接在副绕组T1-B的另一端和主输出端OUT1之间，其中主输出级在第四电容器C24和副绕组T1-B之间接地。场效应管Q5以预定的频率接通和断开，在场效应管Q5接通时，主绕组T1-A充电，在场效应管Q5断开时，主绕组T1-A放电，并通过副绕组T1-B将能量传递给主输出级，从而在主输出级上输出供应负载基本运行的能量。
从图1中进一步可见，次输出级通过第一电容器C31和第二电容器C32与初级隔离。在本发明的设计方案中，第一电容器C31和第二电容器C32是安规Y电容器，其决定了根据本发明的隔离电源的隔离等级。此外，从图中进一步可见，次输出级具有确保次输出端OUT2具有低的电压纹波和足够的维持时间的电解电容器C33、用于避免输出影响场效应管的稳态工作第一二极管D14和次输出端OUT2。第一电容器C31的另一端通过第一二极管D14连接至次输出端OUT2，并且第二电容器C32的另一端通过电解电容器C33连接至次输出端OUT2。在场效应管Q5接通时，第一电容器C31和第二电容器C32充电，在场效应管Q5断开时，第一电容器C31和第二电容器C32放电，从而实现了能量在初级和次输出级之间的传输。从图中进一步可见，第二电容器C32的两端同时接地，从而确保了初级与次输出级之间的可靠隔离。
此外，次输出级还具有稳压二极管D9，该稳压二极管D9的一端连接在第一电容器C31和第一二极管D14之间并且另一端连接在第二电容器C32和电解电容器C33之间。该稳压二极管D9能够可靠地避免次输出的过压。
进一步从图中可见，初级、主输出级以及次输出级分别接入不同的地。这也就是说，初级、主输出级以及次输出级彼此相对绝缘，从而显著提高了根据本发明的隔离电源的隔离等级。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
参考标号
D14     第一二极管
D10     第二二极管
D9      稳压二极管
T1-A    主绕组
T1-B    副绕组
Q5      场效应管
C31     第一电容器
C32     第二电容器
C1      第三电容器
C24     第四电容器
C33     电解电容器
OUT1    主输出端
OUT2    次输出端

Claims (10)

1.一种用于反激电路的隔离电源，具有：初级；通过隔离变压器与所述初级电隔离的主输出级；以及至少一个次输出级，其特征在于，所述次输出级通过第一电容器(C31)和第二电容器(C32)与所述初级隔离，并且所述第一电容器(C31)和所述第二电容器(C32)将来自所述初级的能量传输给所述次输出级输出。
2.根据权利要求1所述的隔离电源，其特征在于，所述初级具有场效应管(Q5)，并且所述第一电容器(C31)的一端连接至所述场效应管(Q5)的漏极，以及所述第二电容器(C32)的一端连接至所述场效应管(Q5)的源极。
3.根据权利要求2所述的隔离电源，其特征在于，所述次输出级具有电解电容器(C33)、第一二极管(D14)和次输出端(OUT2)，所述第一电容器(C31)的另一端通过所述第一二极管(D14)连接至所述次输出端(OUT2)，并且所述第二电容器(C32)的另一端通过所述电解电容器(C33)连接至所述次输出端(OUT2)。
4.根据权利要求3所述的隔离电源，其特征在于，所述次输出级还具有稳压二极管(D9)，所述稳压二极管(D9)的一端连接在所述第一电容器(C31)和所述第一二极管(D14)之间并且另一端连接在所述第二电容器(C32)和所述电解电容器(C33)之间。
5.根据权利要求3所述的隔离电源，其特征在于，所述次输出级在所述第二电容器(C32)和所述电解电容器(C33)之间接地。
6.根据权利要求2所述的隔离电源，其特征在于，所述初级还具有第三电容器(C1)，所述第三电容器(C1)的一端连接至所述场效应管(Q5)的所述源极，所述场效应管(Q5)的所述漏极连接至所述隔离变压器，所述隔离变压器进一步连接至所述第三电容器(C1)的另一端，其中所述初级在所述第三电容器(C1)和所述场效应管(Q5)的所述源极之间接地。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的隔离电源，其特征在于，所述隔离变压器具有设置在所述初级中的原绕组(T1-A)以及设置在所述主输出级中并连接至所述主输出级的主输出端(OUT1)的副绕组(T1-B)，来自所述初级的所述能量通过所述原绕组(T1-A)和所述副绕组(T1-B)在所述主输出端(OUT1)输出。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的隔离电源，其特征在于，所述主输出级还具有第二二极管(D10)和第四电容器(C24)，其中，所述第二二极管(D10)连接在所述副绕组(T1-B)的一端和所述主输出端(OUT1)之间，并且所述第四电容器(C24)连接在所述副绕组(T1-B)的另一端和所述主输出端(OUT1)之间，其中所述主输出级在所述第四电容器(C24)和所述副绕组(T1-B)之间接地。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的隔离电源，其特征在于，所述第一电容器(C31)和第二电容器(C32)设计成安规Y电容器。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的隔离电源，其特征在于，所述初级、所述主输出级以及所述次输出级分别接入不同的地。
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