CN203896192U - 一种dc/dc变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种DC/DC变换器，包括供电电路、变压器、整流电路、反馈电路和单端反激式脉宽调制电路；所述变压器的初级线圈一端连接所述供电电路，所述变压器的次级线圈连接所述整流电路，所述的供电电路还对单端反激式脉宽调制电路进行供电，所述整流电路另一端连接所述反馈电路，所述反馈电路另一端连接所述单端反激式脉宽调制电路。本实用新型采用单端反激式脉宽调制原理设计，在该军用模块的输入端增加EMI滤波器与抑制波纹尖峰的模块，使得纹波在理想状态，可以在9V～36V宽输入电压范围下工作，能够顺利通过EMI,EMC等电磁兼容试验，特别适用于复杂电磁环境工作场所。

Description

一种DC/DC变换器

技术领域

本实用新型涉及一种电压变换领域，特别涉及一种DC/DC变换器。 

背景技术

随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源。DC-DC变换器是把不稳定的直流输入电压变换为稳定的预定输出电压的一种装置，它采用微电子技术把小型表面安装集成电路与微型电子元器件组装成一体而构成，具有效率高、体积小，重量轻、输入电压范围宽等优点，广泛应用于通信设备、仪器仪表、移动通讯、汽车电子等领域。 

DC-DC 变换器的主要工作原理是：通过产生一定占空比的脉宽调制信号（PWM）控制MOS管的导通与截至，把直流输入电压变成高频交流输入，然后通过高频变压器进行电压变换，最后在输出端经过整流滤波得到直流电压。在传统的开关电源设计方案中，为了提高效率，通常需要提高MOS管的通断速度，这样在开关管导通和截至工作期间，MOS管的漏极会出现高电压变化率，即高dv/dt，同时输出整流二极管和储能电感会产生高电流变化率，即高di/dt。由于DC/DC 变换器的开关特性，使得电路中存在较大的电压和电流变化，DC-DC 变换器的输入环路（由输入滤波电路、高频变压器初级线圈和开关管构成）和输出环路（由高频变压器初级线圈、输出整流二极管和输出滤波电路组成）不可避免地存在EMI和纹波噪声问题。作为噪音源，DC/DC 变换器不但会对周围的设备产生干扰，而且会影响自身系统的性能。在一些对噪音敏感的应用场合，如医疗、航天、精密仪器等，必须对开关电源模块产生的EMI 进行抑制，否则就会严重地影响工作性能。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种DC/DC变换器，该DC/DC变换器采用单端反激式脉宽调制原理设计，在该军用模块的输入端增加EMI滤波器与抑制波纹尖峰的模块，使得纹波在理想状态，可以在9V～36V宽输入电压范围下工作，能够顺利通过EMI,EMC等电磁兼容试验，特别适用于复杂电磁环境工作场所。 

本实用新型的的技术方案如下： 

一种DC/DC变换器，包括供电电路、变压器、整流电路、反馈电路和单端反激式脉宽调制电路；所述变压器的初级线圈一端连接所述供电电路，所述变压器的次级线圈连接所述整流电路，所述的供电电路还对单端反激式脉宽调制电路进行供电，所述整流电路另一端连接所述反馈电路，所述反馈电路另一端连接所述单端反激式脉宽调制电路。

进一步的，在上述DC/DC变换器中，所述供电电路包括耦合电感-电容滤波电路和单端反激式脉宽调制电路的供电电路，所述耦合电感-电容滤波电路包括电感L₁、电感L₂、电感L₃、电容C₁、电容C₂、电容C₃、电容C₄、电容C₅、电容C₆、电容C₇、电容C₈、电容C₉、电阻R₁和电阻R₂；所述电感L₁和所述电感L₂耦合，所述电感L₁一端连接电压输入正端，另一端连接所述电感L₃， 所述电感L₃另一端连接所述电容C₂、C₃、C₄、C₅和C₆并联组成电路的一端；所述电感L₂一端连接电压输入负端，另一端连接所述电容C₂、C₃、C₄、C₅和C₆并联组成电路的一端；所述电容C₁一端连接电压输入正端，另一端连接所述电阻R₂，所述电阻R₂另一端连接电压输入负端，所述电阻R₁一端连接电压输入负端，另一端连接所述电容C₇，所述电容C₇、电容C₈和电容C₉呈星形连接，所述电容C₈另一端连接电感L₃的一端，所述电容C₉另一端连接电感L₂的一端，所述电容C₇另一端连接所述电阻R₁的另一端；所述单端反激式脉宽调制电路的供电电路包括电阻R₃、电阻R₄、电容C₁₀、电容C₁₁、稳压二极管Z₁和三极管Q₁，所述电阻R₃一端连接所述电感L₃的一端，另一端连接所述三极管Q₁的基极，所述电阻R₄一端连接所述电感L₃的一端，另一端连接所述三极管Q₁的集电极，所述电容C₁₀一端接地，另一端连接所述三极管Q₁的基极，所述电容C₁₁一端连接所述电感L₃的一端，另一端接地，所述稳压二极管Z₁的阴极连接所述三极管Q₁的基极，另一端接地，所述三极管Q₁的集电极连接所述电阻R₄，所述三极管Q₁的发射极连接所述单端反激式脉宽调制电路。 

进一步的，在上述DC/DC变换器中，所述整流电路包括由二极管D₁与D₂组成的全波整流电路和电感L₄与电容C₁₂组成的滤波电路；所述二极管D₁的阳极连接所述变压器的次级线圈，阴极连接所述电感L₄的一端，所述二极管D₂的阳极连接所述变压器的次级线圈，阴极连接所述电感L₄的一端，所述电感L₄一端连接全波整流电路，另一端连接电压输出端，所述电容C₁₂一端连接电感L₄的一端，另一端参考接地。 

进一步的，在上述DC/DC变换器中，所述反馈电路包括电压采样电路和光耦合器U₁，所述电压采样电路包括电阻R₅、电阻R₆、电阻R₇、电阻R₈、电阻R₉、电容C₁₃和三端可调分流基准源U₂；所述电阻R₅一端连接所述光耦合器U₁，另一端连接所述单端反激式脉宽调制电路，所述电阻R₆一端连接所述三端可调分流基准源U₂的参考极，另一端参考接地，所述电阻R₇一端连接所述可调分流基准源U₂的参考极，另一端连接所述电阻R₈，所述电阻R₈一端连接所述电阻R₇，另一端连接电压输出端，所述电阻R₉一端连接电压输出端，另一端连接所述光耦合器U₁，所述电容C₁₃一端连接所述电阻R₆和电阻R₇的公共端 ，另一端连接所述光耦合器U₁，所述可调分流基准源U₂的阳极端参考接地，阴极端连接所述光耦合器U₁。 

进一步的，在上述DC/DC变换器中，所述单端反激式脉宽调制电路包括芯片U₃、MOS管T₁、电阻R₁₀、电阻R₁₁、电阻R₁₂、电阻R₁₃、电容C₁₄、电容C₁₅、电容C₁₆、电容C₁₇、电容C₁₈和三极管Q₂；所述芯片U₃型号为UCC2803，所述芯片U₃的管脚1外接阻容元件，所述芯片U₃的管脚2和管脚5接地，所述芯片U₃的管脚3 通过所述电阻R₁₃连接所述三极管Q₂的发射极，所述芯片U₃的管脚4连接所述三极管Q₂的基极，所述芯片U₃的管脚6连接所述MOS管T₁的栅极，所述芯片U₃的管脚7与所述三极管Q₁的发射极连接，所述芯片U₃的管脚8通过所述电阻R₅与所述反馈电路连接；所述MOS管T₁的漏极连接所述变压器的初级线圈，所述MOS管T₁的源极连接所述电阻R₁₀与所述电阻R₁₁的公共端，所述MOS管T₁的栅极连接所述芯片U₃的管脚6，所述电阻R₁₀一端接地，另一端连接所述MOS管T₁的源极，所述电阻R₁₁一端连接所述MOS管T₁的源极，另一端连接所述芯片U₃的管脚3，所述电阻R₁₂一端连接所述三极管Q₂的基极，另一端连接所述芯片U₃的管脚8，所述电阻R₁₃一端连接所述三极管Q₂的发射极，另一端连接所芯片U₃的管脚3，所述电容C₁₄一端连接所述电容C₁₇，另一端参考接地，所述电容C₁₅一端接地，另一端连接所述三极管Q₁的发射极，所述电容C₁₆一端接地，另一端连接所述三极管Q₂的基极，所述电容C₁₇一端接地，另一端连接所述芯片U₃的管脚3，所述电容C₁₈一端接地，另一端连接所述三极管Q₂的集电极，所述三极管Q₂的基极连接所述电阻R₁₂与电容C₁₆的公共端，集电极连接芯片U₃的管脚8，发射极连接所述电阻R₁₃。 

本实用新型的有益效果：由于采用单端反激式脉宽调制原理设计，在该军用模块的输入端增加EMI滤波器与抑制波纹尖峰的模块，使得纹波在理想状态，可以在9V～36V宽输入电压范围下工作，能够顺利通过EMI,EMC等电磁兼容试验，特别适用于复杂电磁环境工作场所。 

附图说明

图1为本实用新型一种DC-DC变换器的结构图； 

图2为本实用新型一种DC-DC变换器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的结构和工作原理。 

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明的省略是可以理解的。相同或相似的标号对应相同或相似的部件。 

一种DC/DC变换器，如图所示1，包括供电电路1、变压器2、整流电路3、反馈电路5和单端反激式脉宽调制电路4；所述变压器2的初级线圈一端连接所述供电电路1，所述变压器2的次级线圈连接所述整流电路3，所述的供电电路1还对单端反激式脉宽调制电路4进行供电，所述整流电路3另一端连接所述反馈电路5，所述反馈电路5另一端连接所述单端反激式脉宽调制电路4。 

所述供电电路1包括耦合电感-电容滤波电路和单端反激式脉宽调制电路4的供电电路，所述耦合电感-电容滤波电路包括电感L₁、电感L₂、电感L₃、电容C₁、电容C₂、电容C₃、电容C₄、电容C₅、电容C₆、电容C₇、电容C₈、电容C₉、电阻R₁和电阻R₂；所述电感L₁和所述电感L₂耦合，所述电感L₁一端连接电压输入正端，另一端连接所述电感L₃， 所述电感L₃另一端连接所述电容C₂、C₃、C₄、C₅和C₆并联组成电路的一端；所述电感L₂一端连接电压输入负端，另一端连接所述电容C₂、C₃、C₄、C₅和C₆并联组成电路的一端；所述电容C₁一端连接电压输入正端，另一端连接所述电阻R₂，所述电阻R₂另一端连接电压输入负端，所述电阻R₁一端连接电压输入负端，另一端连接所述电容C₇，所述电容C₇、电容C₈和电容C₉呈星形连接，所述电容C₈另一端连接电感L₃的一端，所述电容C₉另一端连接电感L₂的一端，所述电容C₇另一端连接所述电阻R₁的另一端；所述耦合电感-电容滤波电路具有EMI滤波和抑制模块的输出波纹尖峰的作用；所述单端反激式脉宽调制电路4的供电电路包括电阻R₃、电阻R₄、电容C₁₀、电容C₁₁、稳压二极管Z₁和三极管Q₁，所述电阻R₃一端连接所述电感L₃的一端，另一端连接所述三极管Q₁的基极，所述电阻R₄一端连接所述电感L₃的一端，另一端连接所述三极管Q₁的集电极，所述电容C₁₀一端接地，另一端连接所述三极管Q₁的基极，所述电容C₁₁一端连接所述电感L₃的一端，另一端接地，所述稳压二极管Z₁的阴极连接所述三极管Q₁的基极，另一端接地，所述三极管Q₁的集电极连接所述电阻R₄，所述三极管Q₁的发射极连接所述单端反激式脉宽调制电路。 

所述整流电路3包括由二极管D₁与D₂组成的全波整流电路和电感L₄与电容C₁₂组成的滤波电路；所述二极管D₁的阳极连接所述变压器的次级线圈，阴极连接所述电感L₄的一端，所述二极管D₂的阳极连接所述变压器的次级线圈，阴极连接所述电感L₄的一端，所述电感L₄一端连接全波整流电路，另一端连接电压输出端，所述电容C₁₂一端连接电感L₄的一端，另一端参考接地，所述滤波电路具有EMI滤波和抑制模块输入入口反射纹波的作用。 

所述反馈电路5包括电压采样电路和光耦合器U₁，所述电压采样电路包括电阻R₅、电阻R₆、电阻R₇、电阻R₈、电阻R₉、电容C₁₃和三端可调分流基准源U₂；所述电阻R₅一端连接所述光耦合器U₁，另一端连接所述单端反激式脉宽调制电路，所述电阻R₆一端连接所述三端可调分流基准源U₂的参考极，另一端参考接地，所述电阻R₇一端连接所述可调分流基准源U₂的参考极，另一端连接所述电阻R₈，所述电阻R₈一端连接所述电阻R₇，另一端连接电压输出端，所述电阻R₉一端连接电压输出端，另一端连接所述光耦合器U₁，所述电容C₁₃一端连接所述电阻R₆和电阻R₇的公共端 ，另一端连接所述光耦合器U₁，所述可调分流基准源U₂的阳极端参考接地，阴极端连接所述光耦合器U₁。 

所述单端反激式脉宽调制电路4包括芯片U₃、MOS管T₁、电阻R₁₀、电阻R₁₁、电阻R₁₂、电阻R₁₃、电容C₁₄、电容C₁₅、电容C₁₆、电容C₁₇、电容C₁₈和三极管Q₂；所述芯片U₃选用美国T1公司生产的UCC2803，芯片UCC2803的管脚1外接阻容元件，管脚2和管脚5接地，管脚3 通过所述电阻R₁₃连接所述三极管Q₂的发射极，管脚4连接所述三极管Q₂的基极，管脚6连接所述MOS管T₁的栅极，管脚7与所述三极管Q₁的发射极连接，管脚8通过所述电阻R₅与所述反馈电路连接；所述MOS管T₁的漏极连接所述变压器T的初级线圈，所述MOS管T₁的源极连接所述电阻R₁₀与所述电阻R₁₁的公共端，所述MOS管T₁的栅极连接所述芯片UCC2803的管脚6，所述电阻R₁₀一端接地，另一端连接所述MOS管T₁的源极，所述电阻R₁₁一端连接所述MOS管T₁的源极，另一端连接所述UCC2803的管脚3，所述电阻R₁₂一端连接所述三极管Q₂的基极，另一端连接所述芯片UCC2803的管脚8，所述电阻R₁₃一端连接所述三极管Q₂的发射极，另一端连接所述芯片UCC2803的管脚3，所述电容C₁₄一端连接所述电容C₁₇，另一端参考接地，所述电容C₁₅一端接地，另一端连接所述三极管Q₁的发射极，所述电容C₁₆一端接地，另一端连接所述三极管Q₂的基极，所述电容C₁₇一端接地，另一端连接所述UCC2803的管脚3，所述电容C₁₈一端接地，另一端连接所述三极管Q₂的集电极，所述三极管Q₂的基极连接所述电阻R₁₂与电容C₁₆的公共端，集电极连接所述UCC2803的管脚8，发射极连接所述电阻R₁₃。 

本实用新型采用单端反激式脉宽调制原理设计， EMI滤波器把输入的直流电压经进行EMI滤波及抑制纹波尖峰波，再通过MOS管T₁的导通与截至，从而把直流电压输入变成交流电压输入，然后通过高频变压器2进行电压变换，最后经整流滤波得到所需的直流电压，在工作过程中，UCC2803脉宽调制芯片管脚6控制MOS管T₁的导通与截至，从而使变压器2的次级线圈得到交流电压，所述的整流电路3利用整流二极管D₁与D₂把所述变压器2的次级线圈的交流电压经整流为直流电压，并储存在设置的电容里，电压采样电路把采到的整流电路3的输出电压通过三端可调分流基准源U₂与光耦合器U₁传输给UCC2803脉宽调制芯片的第8管脚，UCC2803脉宽调制芯片根据得到的反馈信号调节MOS管T₁的导通与截至，，从而使变压器2的次级线圈得到所需占空比的交流电压从而实现脉宽调制，最终,整流电路3的电压输出端得到所需的直流输出电压。 

本实用新型提供一种采用单端反激式脉宽调制原理设计，在该军用模块的输入端增加EMI滤波器与抑制波纹尖峰的模块，使得纹波在理想状态，可以在9V～36V宽输入电压范围下工作，能够顺利通过EMI,EMC等电磁兼容试验，特别适用于复杂电磁环境工作场所。 

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。 

Claims (1)

1.一种DC/DC变换器，其特征在于，包括供电电路、变压器、整流电路、反馈电路和单端反激式脉宽调制电路；所述变压器的初级线圈一端连接所述供电电路，所述变压器的次级线圈连接所述整流电路，所述的供电电路还对单端反激式脉宽调制电路进行供电，所述整流电路另一端连接所述反馈电路，所述反馈电路另一端连接所述单端反激式脉宽调制电路。

2. 根据权利要求1所述的DC/DC变换器，其特征在于，所述供电电路包括耦合电感-电容滤波电路和单端反激式脉宽调制电路的供电电路，所述耦合电感-电容滤波电路包括电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R1和电阻R2；所述电感L1和所述电感L2耦合，所述电感L1一端连接电压输入正端，另一端连接所述电感L3， 所述电感L3另一端连接所述电容C2、C3、C4、C5和C6并联组成电路的一端；所述电感L2一端连接电压输入负端，另一端连接所述电容C2、C3、C4、C5和C6并联组成电路的一端；所述电容C1一端连接电压输入正端，另一端连接所述电阻R2，所述电阻R2另一端连接电压输入负端，所述电阻R1一端连接电压输入负端，另一端连接所述电容C7，所述电容C7、电容C8和电容C9呈星形连接，所述电容C8另一端连接电感L3的一端，所述电容C9另一端连接电感L2的一端，所述电容C7另一端连接所述电阻R1的另一端；所述单端反激式脉宽调制电路的供电电路包括电阻R3、电阻R4、电容C10、电容C11、稳压二极管Z1和三极管Q1，所述电阻R3一端连接所述电感L3的一端，另一端连接所述三极管Q1的基极，所述电阻R4一端连接所述电感L3的一端，另一端连接所述三极管Q1的集电极，所述电容C10一端接地，另一端连接所述三极管Q1的基极，所述电容C11一端连接所述电感L3的一端，另一端接地，所述稳压二极管Z1的阴极连接所述三极管Q1的基极，另一端接地，所述三极管Q1的集电极连接所述电阻R4，所述三极管Q1的发射极连接所述单端反激式脉宽调制电路。

3. 根据权利要求1所述的DC/DC变换器，其特征在于，所述整流电路包括由二极管D1与D2组成的全波整流电路和电感L4与电容C12组成的滤波电路；所述二极管D1的阳极连接所述变压器的次级线圈，阴极连接所述电感L4的一端，所述二极管D2的阳极连接所述变压器的次级线圈，阴极连接所述电感L4的一端，所述电感L4一端连接全波整流电路，另一端连接电压输出端，所述电容C12一端连接电感L4的一端，另一端参考接地。

4. 根据权利要求2所述的DC/DC变换器，其特征在于，所述反馈电路包括电压采样电路和光耦合器U1，所述电压采样电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C13和三端可调分流基准源U2；所述电阻R5一端连接所述光耦合器U1，另一端连接所述单端反激式脉宽调制电路，所述电阻R6一端连接所述三端可调分流基准源U2的参考极，另一端参考接地，所述电阻R7一端连接所述可调分流基准源U2的参考极，另一端连接所述电阻R8，所述电阻R8一端连接所述电阻R7，另一端连接电压输出端，所述电阻R9一端连接电压输出端，另一端连接所述光耦合器U1，所述电容C13一端连接所述电阻R6和电阻R7的公共端 ，另一端连接所述光耦合器U1，所述可调分流基准源U2的阳极端参考接地，阴极端连接所述光耦合器U1。

5. 根据权利要求4所述的DC/DC变换器，其特征在于， 所述单端反激式脉宽调制电路包括芯片U3、MOS管T1、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18和三极管Q2；所述芯片U3型号为UCC2803，所述芯片U3的管脚1外接阻容元件，所述芯片U3的管脚2和管脚5接地，所述芯片U3的管脚3 通过所述电阻R13连接所述三极管Q2的发射极，所述芯片U3的管脚4连接所述三极管Q2的基极，所述芯片U3的管脚6连接所述MOS管T1的栅极，所述芯片U3的管脚7与所述三极管Q1的发射极连接，所述芯片U3的管脚8通过所述电阻R5与所述反馈电路连接；所述MOS管T1的漏极连接所述变压器的初级线圈，所述MOS管T1的源极连接所述电阻R10与所述电阻R11的公共端，所述MOS管T1的栅极连接所述芯片U3的管脚6，所述电阻R10一端接地，另一端连接所述MOS管T1的源极，所述电阻R11一端连接所述MOS管T1的源极，另一端连接所述芯片U3的管脚3，所述电阻R12一端连接所述三极管Q2的基极，另一端连接所述芯片U3的管脚8，所述电阻R13一端连接所述三极管Q2的发射极，另一端连接所芯片U3的管脚3，所述电容C14一端连接所述电容C17，另一端参考接地，所述电容C15一端接地，另一端连接所述三极管Q1的发射极，所述电容C16一端接地，另一端连接所述三极管Q2的基极，所述电容C17一端接地，另一端连接所述芯片U3的管脚3，所述电容C18一端接地，另一端连接所述三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极连接所述电阻R12与电容C16的公共端，集电极连接芯片U3的管脚8，发射极连接所述电阻R13。