CN106100378A - 一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源，该反激式电源至少包括：高频变压器、整流滤波输入电路、开关管电路、输出反馈电路、控制与保护电路、第一输出电路和第二输出电路，所述整流滤波输入电路通过开关管电路与高频变压器输入端电路连接，所述高频变压器两输出端分别与第一输出电路、第二输出电路连接，所述第二输出电路通过输出反馈电路、控制与保护电路与开关管电路相连接。本发明仅用一颗MIP0040MS芯片进行控制，无需其它芯片；适应实时变化的宽范围输入电压，可作为辅助电源用在复杂的工业应用中；多路输出；各路输出、输入与输出间相互隔离。

Description

一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源
技术领域
本发明涉及一种电源电路，具体涉及一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源。
背景技术
采用反激式原理的多路输出电源，其结构简单、体积小、成本低，在中低功率使用环境中具有广泛应用。但是，这类具有多路隔离输出的电源往往只能工作在规定的输入电压下，若电压偏离额定值较大，则无法正常工作；而能够工作在宽输入电压范围的电源却往往只有单路输出。显然，需要一种能够克服上述问题的电源以便满足复杂环境状况下的应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可以工作在输入电压宽范围实时变化、多路稳定隔离输出的反激式电源。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源，该反激式电源至少包括：
高频变压器、整流滤波输入电路、开关管电路、输出反馈电路、控制与保护电路、第一输出电路和第二输出电路，所述整流滤波输入电路通过开关管电路与高频变压器输入端电路连接，所述高频变压器两输出端分别与第一输出电路、第二输出电路连接，所述第二输出电路通过输出反馈电路、控制与保护电路与开关管电路相连接。
进一步地，所述高频变压器具有输入绕组、第一输出绕组、第二输出绕组、辅助供电绕组；
所述整流滤波输入电路具有输入滤波器件和全桥整流滤波器件；
所述开关管电路具有DCR吸收回路和MOS管驱动电路；
所述输出反馈电路具有电压基准器和光耦隔离反馈器件；
所述控制与保护电路具有电源控制芯片、过流检测电路；
所述第一输出电路具有第一整流滤波电路、第一吸收回路；
所述第二输出电路具有第二整流滤波电路、第二吸收回路。
进一步地，所述整流滤波输入电路与所述开关管电路连接构成串联电路向所述高频变压器的输入绕组供电储能。
进一步地，所述输出反馈电路的电压基准器为TL431、光耦隔离反馈器件为TLP781。
进一步地，所述控制与保护电路的电源控制芯片为MIP0040MS，所述过流检测电路通过采样电阻将所述高频变压器输入绕组电流信号传递至所述电源控制芯片。
进一步地，所述第一输出电路与所述高频变压器第一输出绕组连接。
进一步地，所述第二输出电路与所述高频变压器的第二输出绕组和所述输出反馈电路连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明仅用一颗MIP0040MS芯片进行控制，无需其它芯片，降低了电路成本和复杂程度；
可以适应实时变化的宽范围输入电压，能灵活应用于各种场合；
多路输出，输入与输出之间、各路输出之间相互隔离。
附图说明
图1是本发明实施例的电路框图；
图2是本发明实施例的电路原理图；
图3是本发明实施例稳定工作时的波形。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
如图1所示，一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源，该反激式电源至少包括：
高频变压器、整流滤波输入电路、开关管电路、输出反馈电路、控制与保护电路、第一输出电路和第二输出电路，所述整流滤波输入电路通过开关管电路与高频变压器输入端电路连接，所述高频变压器两输出端分别与第一输出电路、第二输出电路连接，所述第二输出电路通过输出反馈电路、控制与保护电路与开关管电路相连接。
所述高频变压器，具有输入绕组、第一输出绕组、第二输出绕组、辅助供电绕组；
所述整流滤波输入电路具有输入滤波器件和全桥整流滤波器件,用于交流-直流变换；
所述开关管电路具有DCR吸收回路和MOS管驱动电路，用于控制所述高频变压器输入绕组能量输入；
所述输出反馈电路具有电压基准器和光耦隔离反馈器件，用于反馈控制并稳定输出电压；
所述控制与保护电路具有电源控制芯片、过流检测电路，用于调控电路正常工作；
所述第一输出电路具有第一整流滤波电路、第一吸收回路，用于第一路电能输出；
所述第二输出电路具有第二整流滤波电路、第二吸收回路，用于第二路电能输出。
所述整流滤波输入电路与所述开关管电路连接构成串联电路向所述高频变压器的输入绕组供电储能。
所述输出反馈电路的电压基准器为TL431、光耦隔离反馈器件为TLP781。
所述控制与保护电路的电源控制芯片为MIP0040MS，所述过流检测电路通过采样电阻将所述高频变压器输入绕组电流信号传递至所述电源控制芯片。
所述第一输出电路与所述高频变压器第一输出绕组连接。
所述第二输出电路与所述高频变压器的第二输出绕组和所述输出反馈电路连接。
为了使本发明更加清晰明了，以下结合图2对本发明作进一步说明。
如图2所示，整流滤波输入电路的输入端经2个保险丝，通过一个共模滤波电感LIN和两个X电容CX1、CX2接入由D1、D2、D3、D4四个二极管和电容CIN构成的全桥整流滤波电路。
开关管电路中，谐振电容CDS与MOS管的D、S两极并联；MOS管D极接高频变压器T1输入绕组同名端，G极接由RGT1、DGT串联后再与RGT2并联构成的驱动电路，S极通过电阻Rs接初级地。
输出反馈电路中，光耦原边阳极通过电阻RPC接电容COUT2正极，光耦原边阴极通过电阻Rb接电容COUT2正极；三端稳压管SNT阴极接光耦原边阴极，阳极接第二 GND端，参考极通过电阻ROUT1接第二端；参考电阻Rref并联在SNT的阳极与参考极之间；电阻RCR和电容CCR串联后并接在SNT的阴极与参考极之间；高频变压器T1的辅助供电绕组同名端通过二极管DVCC接光耦副边集电极；电容CVCC1、CVCC2并联二极管DVCC阴极和初级地之间；射极通过电阻RVDD1、电容CVDD1串联接初级地；电阻RVDD2和电容CVDD2串联后与电容CVDD1并联连接；高频变压器T1的辅助供电绕组异名端接初级地。
控制与保护电路使用MIP0040MS作为控制芯片，具有7个引脚：OUT引脚与开关管电路的电阻RGT1和二极管DGT1连接；VIN引脚与高频变压器T1的输入绕组异名端连接；VCC引脚接高频变压器T1的辅助供电绕组同名端；TR引脚接电阻RTR1和RTR2的连接点，并与电容CTR串联后接初级地；VDD引脚接电阻RVDD2和RVDD1的连接点；GND引脚接初级地；IS引脚通过电阻RIS1接MOS管S极，并通过电阻RIS2和电容CIS并联构成的电路接初级地。
第一输出电路中，高频变压器T1的第一输出绕组同名端接二极管DOUT1阳极；电解电容COUT1正极接二极管DOUT1阴极，通过电感Lfil1和电容Cfil1构成的滤波电路接第一输出端；COUT1负极接高频变压器T1的第一输出绕组异名端作为第一输出地。
第二输出电路中，高频变压器T1的第二输出绕组同名端接二极管DOUT2阳极；电解电容COUT2正极接二极管DOUT2阴极，通过电感Lfil2和电容Cfil2构成的滤波电路接第二输出端；COUT2负极接高频变压器T1的第二输出绕组异名端作为第二输出地。
下面结合图3分析详细工作原理：
图3为电路稳定工作时的波形，上方为MOS管DS波形，下方为控制芯片TR引脚波形。电路初始上电时，MOS管处于关断状态，控制芯片由输入整流滤波电路提供的高压直流电经VIN引脚供电，使控制芯片开始工作。此时控制芯片TR引脚检测到辅助供电绕组电压低于65mV，经OUT引脚向MOS管发送开通信号，高频变压器T1的输入绕组有电流通过，能量储存在输入侧电感中。经过一定时间后，控制芯片OUT引脚向MOS管发送关断信号，储能过程结束，输入绕组电流由MOS管转移至电容CDS对其充电，并进入能量释放阶段。在能量释放阶段，高频变压器T1三个输出绕组的整流二极管DOUT1、DOUT2、DVCC开始导通，储存在高频变压器T1中的能量释放到输出储能电容COUT1、COUT2、CVCC2中。当输出绕组电流下降到零时，能量释放结束，谐振开始。电容CDS和高频变压器T的输入绕组电感组成的谐振电路开始震荡，当第到达一个震荡周期的一半时，MOS管DS电压达到谷点，同时TR引脚检测到第三输出绕组同名端电压下降到65mV，这时控制芯片OUT引脚向MOS管发送开通信号，再次进入储能过程，并实现了“零电压开通”，降低了MOS管开通损耗。
电压反馈原理：高频变压器T1的第二输出绕组与电压反馈电路相连，实现输出电压的反馈调整。输出电压经由限流电阻RPC产生电流，流经光耦PC原边。随着电压变化，光耦副边电流相应变化，在控制芯片VDD引脚产生对应的反馈电压，实现电压反馈功能。
电流反馈原理：电流反馈功能在高频变压器T1输入侧绕组实现。串联在高频变压器T1输入绕组回路中的电流采样电阻Rs产生采样电压，并经限流电阻RIS1输送至控制芯片IS引脚，当输入绕组回路电流过大，产生的采样电压超过设定值，则过流保护发生动作。
以上内容是结合具体的一种实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明基础上还可以做出若干不同形式的变化，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源，其特征在于，该反激式电源至少包括：
高频变压器、整流滤波输入电路、开关管电路、输出反馈电路、控制与保护电路、第一输出电路和第二输出电路，所述整流滤波输入电路通过开关管电路与高频变压器输入端电路连接，所述高频变压器两输出端分别与第一输出电路、第二输出电路连接，所述第二输出电路通过输出反馈电路、控制与保护电路与开关管电路相连接。
2.根据权利要求1所述的一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源，其特征在于：
所述高频变压器具有输入绕组、第一输出绕组、第二输出绕组、辅助供电绕组；
所述整流滤波输入电路具有输入滤波器件和全桥整流滤波器件；
所述开关管电路具有DCR吸收回路和MOS管驱动电路；
所述输出反馈电路具有电压基准器和光耦隔离反馈器件；
所述控制与保护电路具有电源控制芯片、过流检测电路；
所述第一输出电路具有第一整流滤波电路、第一吸收回路；
所述第二输出电路具有第二整流滤波电路、第二吸收回路。
3.根据权利要求2所述的一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源，其特征在于：所述整流滤波输入电路与所述开关管电路连接构成串联电路向所述高频变压器的输入绕组供电储能。
4.根据权利要求2所述的一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源，其特征在于：所述输出反馈电路的电压基准器为TL431、光耦隔离反馈器件为TLP781。
5.根据权利要求2所述的一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源，其特征在于：所述控制与保护电路的电源控制芯片为MIP0040MS，所述过流检测电路通过采样电阻将所述高频变压器输入绕组电流信号传递至所述电源控制芯片。
6.根据权利要求2所述的一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源，其特征在于：所述第一输出电路与所述高频变压器第一输出绕组连接。
7.根据权利要求2所述的一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源，其特征在于：所述第二输出电路与所述高频变压器的第二输出绕组和所述输出反馈电路连接。
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