CN202663302U - 直流稳压隔离电源转换模块 - Google Patents

Abstract

一种直流稳压隔离电源转换模块包括脉宽调制电路、变压器、整流电路和电压反馈电路。所述脉宽调制电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，由第一输入端接收直流电输入，对所述直流电进行脉宽调制，转换直流电为交流电。所述变压器的输入端连接脉宽调制电路的输出端，将脉宽调制电路输出的交流电变压。所述整流电路的输入端连接变压器的输出端，转换变压器输出的交流电为直流电。所述电压反馈电路的输入端连接整流电路的输出端，电压反馈电路的输出端连接脉宽调制电路的第二输入端。所述脉宽调制电路接收电压反馈电路反馈的电压，基于该反馈电压控制脉宽调制电路的输出电压。本实用新型能够隔离，也能够升压和降压，既稳压。

Description

直流稳压隔离电源转换模块

技术领域

本实用新型涉及电源转换模块，尤其涉及直流稳压隔离电源转换模块。

背景技术

目前，市面上主流的电源转换电路一些只具备隔离的功能，另一些只具备稳压的功能。代表行业领先水平的同等尺寸美国德州仪器的电源转换模块DCP020505只能做到2W输出，输出电压不稳，空载时会冲高到9V，2W输出时电压降到4V。因此，设计一种具备隔离和稳压功能的电源转换模块成为本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是现有的电源转换电路无法满足隔离和稳压的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种直流稳压隔离电源转换模块，该直流稳压隔离电源转换模块包括脉宽调制电路、变压器、整流电路和电压反馈电路。所述脉宽调制电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，由所述第一输入端接收直流电输入，对所述直流电进行脉冲宽度调制，转换所述直流电为交流电。所述变压器的输入端连接脉宽调制电路的输出端，对所述脉宽调制电路输出的交流电变压。所述整流电路的输入端连接所述变压器的输出端，转换所述变压器输出的交流电为直流电。所述电压反馈电路的输入端连接所述整流电路的输出端，输出端连接所述脉宽调制电路的第二输入端。所述脉宽调制电路接收电压反馈电路反馈的电压，基于该反馈电压控制所述脉宽调制电路的输出电压。

可选地，所述脉宽调制电路是对称脉宽调制电路。

可选地，所述脉宽调制电路是LT3575芯片。

可选地，所述电源转换模块还包括电流反馈电路，该电流反馈电路包括连接于所述LT3575芯片的Rilim脚与地之间的电阻。

可选地，所述电压反馈电路包括第一电阻、第二电阻、第一二极管、第一晶体管、第三电阻、第一电容和PC817光电耦合器，所述第一电阻和第二电阻串接于所述整流电路的输出端和地之间；所述第一二极管的正极连接于所述第一电阻和第二电阻之间，第一二极管的负极连接于所述第一晶体管的基极；所述第一晶体管的发射极接地，集电极连接于所述PC817光电耦合器的一个阴极；所述第三电阻连接于所述整流电路的输出端和PC817光电耦合器的另一个阴极；所述第一电容连接于整流电路的输出端和地之间；所述PC817光电耦合器的发射极连接脉宽调制电路，集电极接电压源。

可选地，所述整流电路包括第二二极管、电感、第三二极管、第二电容和第四二极管，所述变压器包括第一输出端、第二输出端和第二输出端，所述第二输出端接地，所述第二二极管的正极连接变压器的第一输出端，第二二极管的负极连接电感的一端；所述第三二极管的负极连接第二二极管的负极，正极连接所述变压器的第二输出端；所述第二电容一端连接于所述电感的另一端，另一端连接所述变压器的第二输出端；所述第四二极管的正极连接所述变压器的第三输出端，负极连接所述电感的另一端。

可选地，所述电源转换模块还包括电流反馈电路，所述脉宽调制电路还具有第三输入端，该电流反馈电路的输入端连接所述整流电路的输出端，该电流反馈电路的输出端连接所述脉宽调制电路的第三输入端，该脉宽调制电路基于所述电流反馈电路反馈的电流控制该脉宽调制电路的输出电流。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、由于本实用新型具备脉宽调制电路、变压器、整流电路和电压反馈电路，所述脉宽调制电路接收电压反馈电路反馈的电压，基于该反馈电压控制所述脉宽调制电路的输出电压、进而，可以控制所述电源转换模块的输出电压，经过这样的过程使得电源转换模块的输出电压稳定，所以，本实用新型具备稳压的功能，另外，变压器的设置使得本实用新型具备隔离的功能，另外，由于具备上述电路，所以，能够使得本实用新型的功率转换效率高，能够达到90％以上，输出功率能达到3W。

2、由于本实用新型具备电流反馈电路，通过该电路检测输出电流并由所述脉宽调制电路基于该检测的电流控制脉宽调制电路的输出电流，进而，控制所述电源转换模块的输出电流，能保护所述电源转换模块。

附图说明

图1是本实用新型直流稳压隔离电源转换模块的原理框图；

图2是本实用新型直流稳压隔离电源转换模块的具体电路图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

请参阅图1并结合图2，本实施例的直流稳压隔离电源转换模块包括脉宽调制电路1、变压器2、整流电路3和电压反馈电路4。所述脉宽调制电路1包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端作为所述直流稳压隔离电源转换模块的输入端，所述脉宽调制电路1由该第一输入端接收直流电输入，对所述直流电进行脉冲宽度调制，转换所述直流电为交流电，所述脉宽调制电路1可以是对称脉宽调制电路，在本实施例中，所述脉宽调制电路1可以是LT3575芯片。所述变压器2的输入端连接脉宽调制电路1的输出端，对所述脉宽调制电路1输出的交流电变压，在脉宽调制电路1是LT3575芯片时，所述变压器2的输入端连接于LT3575芯片的vcc管脚和sw管脚。

请继续参阅图1并结合图2，所述整流电路3的输入端连接所述变压器2的输出端，将所述变压器2输出的交流电变转换为直流电，所述整流电路3的输出端作为该直流稳压隔离电源转换模块的输出端。在本实施例中，所述整流电路3包括第二二极管D3、电感L2、第三二极管D4、第二电容C7和第四二极管D5。所述变压器2包括第一输出端、第二输出端和第二输出端，所述第二输出端接地，也可以认为该第二输出端是变压器2的抽头。所述第二二极管D3的正极连接变压器2的第一输出端，第二二极管D3的负极连接电感L2的一端。所述第三二极管D4的负极连接第二二极管D3的负极，正极连接所述变压器2的第二输出端。所述第二电容C7一端连接于所述电感L2的另一端(该电感L2的另一端可以认为是所述电源转换模块的输出端)，另一端连接所述变压器2的第二输出端。所述第四二极管D5的正极连接所述变压器2的第三输出端，负极连接所述电感L2的另一端。这种情况下，所述电源转换模块还包括电流反馈电路，该电流反馈电路包括连接于所述LT3575芯片的Rilim脚与地之间的电阻。

请继续参阅图1并结合图2，所述电压反馈电路4的输入端连接所述整流电路3的输出端，该电压反馈电路4的输出端连接所述脉宽调制电路1的第二输入端。所述脉宽调制电路1接收电压反馈电路4反馈的电压，基于该反馈电压控制所述脉宽调制电路1的输出电压，这样，通过电压反馈电路4将所述直流稳压隔离电源转换模块的输出电压反馈至所述脉宽调制电路1，并由脉宽调制电路1控制脉宽调制电路1的输出电压，进而，使得所述直流稳压隔离电源转换电路的输出电压稳定在预设范围内，比如，当直流稳压隔离电源转换模块的输入电压在4.5V-8V的情况下，该直流稳压隔离电源转换模块的输出电压能够稳定在5V±5％。在本实施例中，所述电压反馈电路4包括第一电阻R10、第二电阻R12、第一二极管D6、第一晶体管Q1、第三电阻R11、第一电容C8和PC817光电耦合器。所述第一电阻R10和第二电阻R12串接于所述整流电路3的输出端和地之间。所述第一二极管D6的正极连接于所述第一电阻R10和第二电阻R12之间，第一二极管D6的负极连接于所述第一晶体管Q1的基极。所述第一晶体管Q1的发射极接地，集电极连接于所述PC817光电耦合器的一个阴极。所述第三电阻R11连接于所述电源转换模块的输出端和PC817光电耦合器的另一个阴极。所述第一电容C8连接于所述整流电路3的输出端和地之间。所述PC817光电耦合器的发射极连接脉宽调制电路1，如图2所示，连接于LT3575芯片的ref管脚，集电极接电压源。

请参阅图2并结合图1，本实用新型的直流稳压隔离电源转换模块的工作过程如下：

直流电Vin从所述LT3575芯片的第一输入端输入，经过LT3575芯片后转换为交流电(在本实施例中，所述直流电的电压在4.5V-8V的范围)，经过变压器2变压后，输入所述整流电路3，整流电路3的第二二极管D3和电感L2在变压器2输出电压的正半个周期导通；整流电路5的第三二极管D4在变压器2输出电压的负半个周期导通，这样，将所述变压器2的输出电压的交流电转换为直流电，所述第三二极管D4用于续流，所述第二电容C7用于滤波。经过这样的过程，直流电Vout从所述整流电路3的输出端输出。

在电源转换模块工作的情况下，所述电压反馈电路4检测所述电源转换模块的电压，具体的，通过第一电阻R10、第二电阻R12和第一二极管D6检测输出电压，在输出电压超过设定的电压范围(在本实施例中超过5V±5％的范围时)，所述第一晶体管Q1导通，经过PC817光电耦合器之后，传输至所述LT3575芯片的ref管脚，在电压超过5V±5％的情况下，所述LT3575芯片重新进行脉宽调制，进而，确保直流稳压隔离电源转换模块的输出电压在5V±5％的范围内，这样，通过变压器2和电压反馈电路3的设置，既达到隔离，又确保稳压的目的，另外，通过连接于所述LT3575芯片的Rilim脚与地之间的电阻R9可以控制所述脉宽调制电路1的最大电流，进而，控制所述电源转换模块的输出电流，在本实施例中，能够控制输出电流在1A±5％的范围内。

请继续参阅图1，为了保证所述直流稳压隔离电源转换模块的电流在规定的范围内，保护电路，作为上述LT3575芯片的Rilim管脚与地之间连接电阻的一种变化，可以整流电路3的输出端与所述脉宽调制电路1的输入端之间设置电流反馈电路5，此种情况下，所述脉宽调制电路1具有第三输入端，所述电流反馈电路5的输入端连接所述整流电路3的输出端，该电流反馈电路5的输出端连接所述脉宽调制电路1的第三输入端，该脉宽调制电路1基于所述电流反馈电路5反馈的电流控制该脉宽调制电路1的输出电流，这样，通过控制脉宽调制电路1的输出电流，进而，控制所述直流稳压隔离电源转换模块的输出电流，比如，能够将所述电源转换模块的输出电流控制在1A±5％的范围内。

由于本实用新型具备脉宽调制电路1、变压器2、整流电路3和电压反馈电路4，所以，本实用新型既隔离，又稳压，而且，本实用新型的功率密度在同等体积下是德州仪器DCP020505的1.5倍，功率转换效率能够超过90％，输出功率能够达到3W；另外，由于本实用新型的输入电压范围4.5V-8V，原德州仪器的只有4.5V-5.5V，输出电压稳定在5V±5％的范围内，所以，本实用新型既能升压，也能降压，再加之，本实用新型的输出电流稳定在1A±5％的范围内，使产品的应用范围更加广泛。

Claims (7)

1.直流稳压隔离电源转换模块，其特征是：包括脉宽调制电路、变压器、整流电路和电压反馈电路；

所述脉宽调制电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，由所述第一输入端接收直流电输入，对所述直流电进行脉宽调制，转换所述直流电为交流电；

所述变压器的输入端连接所述脉宽调制电路的输出端，对所述脉宽调制电路输出的交流电变压；

所述整流电路的输入端连接所述变压器的输出端，转换所述变压器输出的交流电为直流电；

所述电压反馈电路的输入端连接所述整流电路的输出端，该电压反馈电路的输出端连接所述脉宽调制电路的第二输入端；

所述脉宽调制电路接收电压反馈电路反馈的电压，基于该反馈电压控制所述脉宽调制电路的输出电压。

2.根据权利要求1所述的直流稳压隔离电源转换模块，其特征是：所述脉宽调制电路是对称脉宽调制电路。

3.根据权利要求1或2所述的直流稳压隔离电源转换模块，其特征是：所述脉宽调制电路是LT3575芯片。

4.根据权利要求3所述的直流稳压隔离电源转换模块，其特征是：所述电源转换模块还包括电流反馈电路，该电流反馈电路包括连接于所述LT3575芯片的Rilim脚与地之间的电阻。

5.根据权利要求1所述的直流稳压隔离电源转换模块，其特征是：所述电压反馈电路包括第一电阻、第二电阻、第一二极管、第一晶体管、第三电阻、第一电容和PC817光电耦合器，所述第一电阻和第二电阻串接于所述整流电路的输出端和地之间；所述第一二极管的正极连接于所述第一电阻和第 二电阻之间，第一二极管的负极连接于所述第一晶体管的基极；所述第一晶体管的发射极接地，集电极连接于所述PC817光电耦合器的一个阴极；所述第三电阻连接于所述整流电路的输出端和PC817光电耦合器的另一个阴极；所述第一电容连接于所述整流电路的输出端和地之间；所述PC817光电耦合器的发射极连接脉宽调制电路，集电极接电压源。

6.根据权利要求1所述的直流稳压隔离电源转换模块，其特征是：所述整流电路包括第二二极管、电感、第三二极管、第二电容和第四二极管，所述变压器包括第一输出端、第二输出端和第二输出端，该第二输出端接地，所述第二二极管的正极连接变压器的第一输出端，第二二极管的负极连接电感的一端；所述第三二极管的负极连接第二二极管的负极，正极连接所述变压器的第二输出端；所述第二电容一端连接于所述电感的另一端，该第二电容另一端连接所述变压器的第二输出端；所述第四二极管的正极连接所述变压器的第三输出端，负极连接所述电感的另一端。

7.根据权利要求1所述的直流稳压隔离电源转换模块，其特征是：所述电源转换模块还包括电流反馈电路，所述脉宽调制电路还具有第三输入端，该电流反馈电路的输入端连接所述整流电路的输出端，该电流反馈电路的输出端连接所述脉宽调制电路的第三输入端，该脉宽调制电路基于所述电流反馈电路反馈的电流控制该脉宽调制电路的输出电流。 

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