CN201577026U

CN201577026U - 隔离电源模块

Info

Publication number: CN201577026U
Application number: CN2009202221018U
Authority: CN
Inventors: 陈宏亮; 杨海峰; 苏新越; 樊海国
Original assignee: TIANSHUI 749 ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: TIANSHUI 749 ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2019-12-15

Abstract

本实用新型公开了一种隔离电源模块，它是由输入滤波电路、辅助电源、控制电路、有源箝位功率变换电路、输出稳压电路、整流滤波电路以及过流保护电路组成；输入滤波电路的输入端(+Vin)，输出端接有源箝位功率变换电路的输入端和辅助电源的输入端，辅助电源的输出端接控制电路输入端，控制电路输出端接有源箝位功率变换电路的输入端，有源钳位功率变换输出端接过流保护电路的输入端和整流滤波电路的输入端，过流保护电路输出端接控制电路输入端，整流滤波电路的输出端(+Vout)接输出稳压电路的输入端，输出稳压电路的输出端接控制电路。具有集成度高、工作温度范围宽，效率高、体积小、功率密度大等优点。

Description

隔离电源模块

技术领域本实用型新涉及一种隔离电源模块，特别是一种小型大功率的隔离电源模块。

背景技术常规的电源模块一般都体积较大，所采用的集成电路多为塑封产品或陶瓷封装的产品，电阻、电容、集成电路多为或直插贴片电阻，不仅体积较大，且工作温度很多都达不到要求，功率密度也做不上去，而且使用的都是硬开关技术，开关损耗都比较大，使得效率都达不到要求，并且整个模块工作温度较低，只有-55℃～85℃；另外，现有电源模块有很大一部分功率密度小、体积比较庞大、用导热胶或环氧封装，密封性差，并且重量大。在某些特殊场合下，这种常规的电源根本无法满足用户的使用要求。

发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种小型大功率的隔离电源模块。

本实用新型的技术方案：它是由输入滤波电路、辅助电源、控制电路、有源箝位功率变换电路、输出稳压电路、整流滤波电路以及过流保护电路组成；输入滤波电路的输入端+Vin，输出端接有源箝位功率变换电路的输入端和辅助电源的输入端，辅助电源的输出端接控制电路输入端，控制电路输出端接有源箝位功率变换电路的输入端，有源钳位功率变换输出端接过流保护电路的输入端和整流滤波电路的输入端，过流保护电路输出端接控制电路输入端，整流滤波电路的输出端+Vout接输出稳压电路的输入端，输出稳压电路的输出端接控制电路。

本实用新型采用拓扑电路为有源箝位单端正激式，与常规的正激式相比较，开关损耗小，功率管的

电压、电流应力减小一半，逾越了50％占空比的限制，提高了变压器的利用率，双向磁化，增大模块的功率密度，提高效率，该电路易于超薄化设计，具有集成度高，工作温度范围宽，以及小体积、大功率、高隔离、高效率、输出电压可调的供电模块的优点。

附图说明图1为本实用新型的电路方框图

图2为本实用新型的电路原理图

下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。

具体实施方式参照图1，本实施例是由输入滤波电路、辅助电源、控制电路(PWM)、有源箝位功率变换电路、输出稳压电路、整流滤波电路以及过流保护电路组成；输入滤波电路的输入端+Vin，输出端接有源箝位功率变换电路的输入端和辅助电源的输入端，辅助电源的输出端接控制电路输入端，控制电路输出端接有源箝位功率变换电路的输入端，有源钳位功率变换输出端接过流保护电路的输入端和整流滤波电路的输入端，过流保护电路输出端接控制电路输入端，整流滤波电路的输出端+Vout接输出稳压电路的输入端，输出稳压电路的输出端接控制电路。其中，参照图2，所述的输入滤波电路是由第一电容(C1)、第一镍电容(CN1)、第三镍电容(CN3)、第一电感(L1)组成；第一电容(C1)、第一镍电容(CN1)并联一端接正输入信号(+Vin)、第一电感(L1)的输入端，第一电容(C1)另一端接负输入信号(-Vin)；第一电感(L1)的输出端接第三镍电容(CN3)的一端，第三镍电容(CN3)另一端接负输入信号(-Vin)；所述的辅助电源是由第二电容(C2)、第二镍电容CN2、第二芯片(IC2)组成；第二电容(C2)的一端接第一电感(L1)的输出端、第二芯片(IC2)的输入端及第一芯片(IC1)的第一脚(1)，第二电容(C2)的另一端接负输入信号(-Vin)；第二镍电容(CN2)的一端接第二芯片(IC2)的输出端、另一端接负输入信号(-Vin)；第二芯片IC2的输出端接第一芯片IC1的第七脚7和第二镍电容CN2的一端，第二镍电容CN2的另一端接负输入信号-Vin。所述的控制电路，即有源箝位控制电路，具有高电平关断和外同步功能，控制电路是由第一电阻R1、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第七电容C7、第八电容C8、第一二极管D1、第一芯片IC1组成；第一芯片IC1的第一脚1接第一电感L1的输出端，第一脚1对地接第三电容C3、第二脚2接第一电阻R1、第四电容C4，第一电阻R1的另一端接第一电感L1的输出端，第四电容C4的另一端接地，第五脚5对地接第十电阻R10、第六脚6对地接第七电容C7、第七脚7接辅助电源的输出端，第十脚10、第十一脚11接地，第十二脚12对地接第八电容C8，第十三脚13接光耦IC3A的集电极，第十四脚14对地接第十一电阻R11，第十五脚15接同步信号SNYC的输入端，第十六脚16接第十三电阻R13，并联的第十二电容C12、第十四电阻R14的一端接地，另一端接第十三电阻R13的另一端和第十五电阻R15、第一二极管D1，第一二极管D1的另一端接禁止端输入ON/OFF，第十五电阻R15的另一端接第一芯片IC1的第一脚1。所述的有源箝位功率变换电路，即有源箝位开关电路是由第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电容C10、第十一电容C11、第三二极管D3、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2和变压器B1组成；第六电阻R6的一端接控制电路的第一芯片IC1的第八脚8，另一端接第一场效应管Q1的栅极，第七电阻R7并联在第一场效应管Q1的栅源极之间，第一场效应管Q1的源极接地；第八电阻R8、第十电容C10串联一端接控制电路的第一芯片IC1的第九脚9，另一端接第二场效应管Q2的栅极，第二场效应广Q2的源极接地；第九电阻R9、第三二极管D3并联在第二场效应管Q2的栅源极之间，第十一电容C11串联在第一场效应管Q1、第二场效应管Q2的两个漏极之间；变压器B1的输入端接第一电感L1的输出端，其输出端接第一场效应管Q1的漏极。所述的输出稳压电路是由第十二电阻R12、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第九电容C9、第十四电容C14、光耦IC3A及IC3B、集成稳压器IC4组成；光耦的IC3A的集电极接第一芯片IC1的第十三脚13，光耦的IC3A的发射极接地，第十二电阻R12、第九电容C9分别并联在光耦的IC3A的集电极和发射极之间；第十九电阻R19一端接输出端+Vout，第十九电阻R19另一端接光耦的IC3B阳极，光耦的IC3B的阴极接集成稳压器IC4的第一脚1；集成稳压器IC4的第一脚1、第二脚2接串联的第十七电阻R17、第十四电容C14，集成稳压器IC4的第二脚2接第十六电阻R16、第十八电阻R18，集成稳压器IC4的第三脚3接输出端GND。所述的整流滤波电路是由第三二极管D3、第四二极管D4、第四镍电容CN4、第十三电容C13、第三电感L3组成；第三二极管D3的阳极接变压器B1输出端的一端，第四二极管D4的阳极接电压器B1输出端的另一端和输出端GND，第三二极管D3的阴极和第四二极管D4的阴极相连，接第三电感L3的输入端，第三电感L3的输出端+Vout，第四镍电容CN4、第十三电容C13并联在输出端+Vout和输出端GND之间。上述所说的过流保护电路是由第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电容C6、第二二极管D2、第二电感L2组成；第二电感L2、第五电阻R5并联一端接地，另一端接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极接第三电阻R3、第二电阻R2、第六电容C6，第二电阻R2、第二电容C6的另一端接地，第四电阻R4的另一端接第一芯片IC1的第四脚4和第五电容C5，第三电阻R3的另一脚接第一芯片IC1的第三脚3和第四电阻R4一端。

实用新型的工作原理：如图1图2所示首先输入电压经输入滤波器后分别给，辅助电源、控制电路PWM内部的启动电路和功率变换器电路，辅助电源工作后给启动电路供电，启动电路给脉宽调制器提供电源，然后脉宽调制器产生高频脉冲信号。该信号控制功率开关管的导通、截止，从而把输入直流电压变换成高频脉冲电压经变压器降压，经整流和输出滤波产生输出电压。最后由于输出电压是不稳定的，只有取样后通过误差放大，并经过光电耦合器件反馈调控脉宽调制器，即调控高频脉冲信号的宽度，形成闭环系统，从而稳定输出电压。

本实用新型元件器件的选择：图2中IC1为集成电路芯片，其型号为LM5025；IC2为集成电路芯片，其型号为78M12；IC3A、IC3B是光耦，即光电耦合器件，其型号为PS2703；IC4为稳压集成电路，其型号为TL431I。

Claims

1.隔离电源模块，其特征在于：它是由输入滤波电路、辅助电源、控制电路、有源箝位功率变换电路、输出稳压电路、整流滤波电路以及过流保护电路组成；输入滤波电路的输入端(+Vin)，输出端接有源箝位功率变换电路的输入端和辅助电源的输入端，辅助电源的输出端接控制电路输入端，控制电路输出端接有源箝位功率变换电路的输入端，有源钳位功率变换输出端接过流保护电路的输入端和整流滤波电路的输入端，过流保护电路输出端接控制电路输入端，整流滤波电路的输出端(+Vout)接输出稳压电路的输入端，输出稳压电路的输出端接控制电路。

2.根据权利要求1所述的隔离电源模块，其特征在于：输入滤波电路是由第一电容(C1)、第一镍电容(CN1)、第三镍电容(CN3)、第一电感(L1)组成；第一电容(C1)、第一镍电容(CN1)并联一端接正输入信号(+Vin)、第一电感(L1)的输入端，第一电容(C1)另一端接负输入信号(-Vin)；第一电感(L1)的输出端接第三镍电容(CN3)的一端，第三镍电容(CN3)另一端接负输入信号(-Vin)；所述的辅助电源是由第二电容(C2)、第二镍电容(CN2)、第二芯片(IC2)组成；第二电容(C2)的一端接第一电感(L1)的输出端、第二芯片(IC2)的输入端及第一芯片(IC1)的第一脚(1)，第二电容(C2)的另一端接负输入信号(-Vin)；第二镍电容(CN2)的一端接第二芯片(IC2)的输出端、另一端接负输入信号(-Vin)，第二芯片(IC2)的输出端接第一芯片(IC1)的第七脚(7)和第二镍电容(CN2)的一端，第二镍电容(CN2)的另一端接负输入信号(-Vin)；所述的控制电路是由第一电阻(R1)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)、第十五电阻(R15)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第一二极管(D1)、第一芯片(IC1)组成；第一芯片(IC1)的第一脚(1)接第一电感(L1)的输出端，第一脚(1)对地接第三电容(C3)、第二脚(2)接第一电阻(R1)、第四电容(C4)，第一电阻(R1)的另一端接第一电感(L1)的输出端，第四电容(C4)的另一端接地，第五脚(5)对地接第十电阻(R10)、第六脚(6)对地接第七电容(C7)、第七脚(7)接辅助电源的输出端，第十脚(10)、第十一脚(11)接地，第十二脚(12)对地接第八电容(C8)，第十三脚(13)接光耦(IC3A)的集电极，第十四脚(14)对地接第十一电阻(R11)，第十五脚(15)接同步信号(SNYC)的输入端，第十六脚(16)接第十三电阻(R13)，并联的第十二电容(C12)、第十四电阻(R14)的一端接地，另一端接第十三电阻(R13)的另一端和第十五电阻(R15)、第一二极管(D1)，第一二极管(D1)的另一端接禁止端输入(ON/OFF)，第十五电阻R15的另一端接第一芯片(IC1)的第一脚(1)；所述的有源箝位功率变换电路，即有源箝位开关电路是由第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电容(C10)、第十一电容(C11)、第三二极管(D3)、第一场效应管(Q1)、第二场效应管(Q2)和变压器(B1)组成；第六电阻(R6)的一端接控制电路的第一芯片(IC1)的第八脚(8)，另一端接第一场效应管(Q1)的栅极，第七电阻(R7)并联在第一场效应管(Q1)的栅源极之间，第一场效应管(Q1)的源极接地；第八电阻(R8)、第十电容(C10)串联一端接控制电路的第一芯片(IC1)的第九脚(9)，另一端接第二场效应管(Q2)的栅极，第二场效应广(Q2)的源极接地；第九电阻(R9)、第三二极管(D3)并联在第二场效应管(Q2)的栅源极之间，第十一电容(C11)串联在第一场效应管(Q1)、第二场效应管(Q2)的两个漏极之间；变压器(B1)的输入端接第一电感(L1)的输出端，其输出端接第一场效应管(Q1)的漏极；所述的输出稳压电路是由第十二电阻(R12)、第十六电阻(R16)、第十七电阻(R17)、第十八电阻(R18)、第十九电阻(R19)、第九电容(C9)、第十四电容(C14)、光耦(IC3A及IC3B)、集成稳压器(IC4)组成；光耦的(IC3A)的集电极接第一芯片IC1的第十三脚(13)，光耦的(IC3A)的发射极接地，第十二电阻(R12)、第九电容(C9)分别并联在光耦的(IC3A)的集电极和发射极之间；第十九电阻(R19)一端接输出端(+Vout)，第十九电阻(R19)另一端接光耦的(IC3B)阳极，光耦的(IC3B)的阴极接集成稳压器(IC4)的第一脚(1)；集成稳压器(IC4)的第一脚(1)、第二脚(2)接串联的第十七电阻(R17)、第十四电容(C14)，集成稳压器(IC4)的第二脚(2)接第十六电阻(R16)、第十八电阻(R18)，集成稳压器(IC4)的第三脚(3)接输出端(GND)。所述的整流滤波电路是由第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第四镍电容(CN4)、第十三电容(C13)、第三电感(L3)组成；第三二极管(D3)的阳极接变压器(B1)输出端的一端，第四二极管(D4)的阳极接电压器(B1)输出端的另一端和输出端(GND)，第三二极管(D3)的阴极和第四二极管(D4)的阴极相连，接第三电感(L3)的输入端，第三电感(L3)的输出端(+Vout)，第四镍电容(CN4)、第十三电容(C13)并联在输出端(+Vout)和输出端(GND)之间；述所的过流保护电路是由第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电容(C6)、第二二极管(D2)、第二电感(L2)组成；第二电感(L2)、第五电阻(R5)并联一端接地，另一端接第二二极管(D2)的阳极，第二二极管(D2)的阴极接第三电阻(R3)、第二电阻(R2)、第六电容(C6)，第二电阻(R2)、第二电容(C6)的另一端接地，第四电阻(R4)的另一端接第一芯片(IC1)的第四脚(4)和第五电容(C5)，第三电阻(R3)的另一脚接第一芯片(IC1)的第三脚(3)和第四电阻(R4)一端。