CN203896195U - 输入端与输出端超高隔离电压的dc/dc电源模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，包括电压耦合器件和电源模块控制芯片。电压耦合器件采用输入端与输出端高隔离的圆环型变压器T，其绕制顺序为初级-辅助级-次级，绕线均采用高绝缘漆包线，漆包线绝缘强度不小于AC7500V；电源模块控制芯片IC采用高隔离控制芯片LT1105。该DC/DC电源模块实现了在20W功率下输入端与输出端隔离耐压达AC10000V，漏电流小于5毫安，输出电压稳定的要求，从而满足对电源模块有超高隔离要求的场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种DC/DC电源模块，具体地说，涉及一种输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块。
背景技术
传统电源模块其隔离耐压普遍较低，标准隔离式DC/DC变换器其隔离耐压为DC500V，部分通用隔离式DC/DC变换器的隔离耐压可达DC1000V，美国Vicor公司生产的隔离式DC/DC变换器其隔离耐压为AC3000V。传统电源模块，一般由光耦器件内部的二极管部分与输出基准芯片TL431组建成稳压电路，见图2。当电源模块输出电压高于设定的输出电压时，与光耦输出端相连的基准芯片TL431内部导通，实现光耦内部二极管导通，内部发光控制光耦内部另一段的三极管工作状态，光耦内部三极管的集电极连接控制芯片的反馈端，发射极连接控制芯片地；当电源模块输出电压低于设定的输出电压时，与光耦输出端相连的基准芯片TL431内部导通，光耦不工作，如此循环下去实现了闭环反馈，组建了电源模块稳压的基本原理。由于光耦器件在电源模块中不仅在输出稳压电路中起到了控制作用，并且也起到了电源模块输入端与输出端的电气隔离的作用。光耦器件由于受到工艺和器件自身特性的限制很难承受超高隔离电压，所以传统的电源模块不能实现输入端与输出端高隔离耐压，但在某些特殊情况下，需要输入端与输出端的隔离耐压达到AC10000V的DC/DC电源模块产品。
实用新型内容
本实用新型正是为了解决上述技术问题而设计的一种输入端与输出端的隔离耐压不小于AC10000V的DC/DC电源模块。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，包括电压耦合器件和电源模块控制芯片。电压耦合器件采用输入端与输出端高隔离的变压器T，电源模块控制芯片IC采用高隔离控制芯片LT1105；变压器T的初级一脚与+Vin端，另一脚与三极管Q1的源极相连；变压器T的辅助级一脚通过串联的电阻R10、二极管D4与TRM DOWN端相连，同时又通过串联的电阻R9、二极管D3与控制芯片IC的6脚相连，变压器T的辅助级另一脚接地；变压器T的次级为电源模块的输出端；控制芯片IC的1脚接地；控制芯片IC的2脚与SHUT DOWN端相连，同时与三极管Q1的漏极相连；控制芯片IC的3脚通过串联电阻R12、R5与TRM端相连；控制芯片IC的4脚通过串联电阻R11、电容C4与-Vin端相连；控制芯片IC的5脚通过并联电容C7和C8接地；控制芯片IC的6脚通过二极管D6与-Vin端相连；控制芯片IC的7脚通过二极管D5与TRM DOWN端相连；控制芯片IC的8脚通过电阻R5与三极管Q1的源极相连。
所述输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，其变压器T采用圆环型变压器，其绕制顺序为初级-辅助级-次级，绕线均采用高绝缘漆包线，漆包线绝缘强度不小于AC7500V；变压器T初级绕组与辅助绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制1层，其单层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC6000V；变压器T辅助绕组与绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制2层，其双层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC12000V；在绕线交叉口部位用硅橡胶进行固定，变压器T绝缘设计不小于AC15000V。
所述输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，其电源模块采用的PCB厚度为1.5mm，输入端两管脚靠近PCB板一侧的两端，输出端两管脚靠近PCB板另一侧的两端，四个管脚相互之间的均不小于20mm，并在其相互有隔离孔。
所述输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，其电源模块外壳结构采用尺寸为55*45*21mm的塑料外壳，其内部采用硅橡胶实体封装。
输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块的技术特点是：
1、该电源模块输入与输出隔离，隔离耐压为AC10000V，漏电流小于5毫安，输入电压覆盖DC9-DC36V，输出电压覆盖DC5-DC24V（单路）、电压精度不大于±2%。
2、该电源模块为一体化设计方式，无需外围电路和散热措施即可使用。
3、该电源模块输入输出为隔离方式，隔离电压AC10000V，漏电流小于5毫安。
4、该电源模块输入电压覆盖范围可达DC9V-DC36V，通过其它方式可以扩充更宽的范围。
5、该电源模块输出电压覆盖范围可达DC5V-DC24V，通过其它方式可以扩充更宽的范围。
本实用新型的有益效果是仅用变压器作为输入端与输出端隔离器件的初级控制稳压电路，其隔离耐压不小于AC10000V，漏电流小于5毫安，输出电压稳定，可以满足特殊场合的要求；平面散热方式，散热效果更好。
附图说明
图1为本实用新型输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块原理图。
图2为传统控制电路光耦与基准芯片组成的稳压电路图。
图3为本实用新型输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块外形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型一种输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，包括电压耦合器件和电源模块控制芯片。电压耦合器件采用输入端与输出端高隔离的变压器T，电源模块控制芯片IC采用高隔离控制芯片LT1105；变压器T的初级一脚与+Vin端，另一脚与三极管Q1的源极相连；变压器T的辅助级一脚通过串联的电阻R10、二极管D4与TRM DOWN端相连，同时又通过串联的电阻R9、二极管D3与控制芯片IC的6脚相连，变压器T的辅助级另一脚接地；变压器T的次级为电源模块的输出端；控制芯片IC的1脚接地；控制芯片IC的2脚与SHUT DOWN端相连，同时与三极管Q1的漏极相连；控制芯片IC的3脚通过串联电阻R12、R5与TRM端相连；控制芯片IC的4脚通过串联电阻R11、电容C4与-Vin端相连；控制芯片IC的5脚通过并联电容C7和C8接地；控制芯片IC的6脚通过二极管D6与-Vin端相连；控制芯片IC的7脚通过二极管D5与TRM DOWN端相连；控制芯片IC的8脚通过电阻R5与三极管Q1的源极相连。
所述输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，其变压器T采用圆环型变压器，其绕制顺序为初级-辅助级-次级，绕线均采用高绝缘漆包线，漆包线绝缘强度不小于AC7500V；变压器T初级绕组与辅助绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制1层，其单层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC6000V；变压器T辅助绕组与绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制2层，其双层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC12000V；在绕线交叉口部位用硅橡胶进行固定，变压器T绝缘设计不小于AC15000V。
如图3所示，所述输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，其电源模块采用的PCB厚度为1.5mm，输入端两管脚靠近PCB板一侧的两端，输出端两管脚靠近PCB板另一侧的两端，四个管脚相互之间的均不小于20mm，并在其相互有隔离孔。其电源模块外壳结构采用尺寸为55*45*21mm的塑料外壳，其内部采用硅橡胶实体封装。
本实用新型突破传统电源模块中由光耦器件内部的二极管部分与输出基准芯片TL431组建成稳压电路，光耦器件不能实现超高隔离的缺点，采用输入端与输出端仅通过变压器隔离，无其他隔离器件，变压器的初级、辅助和次级三个绕组之间比例关系磁耦合，电源模块控制芯片采用LT1105是高隔离专用控制芯片，其芯片引脚基准电压15V控制辅助绕制电压，变压器辅助绕组与输出绕组成比例信号的采样来进行控制，此方式为初级控制方式，实现电源模块输出稳压的功能。其技术特点是：
1、该电源模块输入与输出隔离，隔离耐压为AC10000V，漏电流小于5毫安，输入电压覆盖DC9-DC36V，输出电压覆盖DC5-DC24V（单路）、电压精度不大于±2%。
2、该电源模块为一体化设计方式，无需外围电路和散热措施即可使用。
3、该电源模块输入输出为隔离方式，隔离电压AC10000V，漏电流小于5毫安。
4、该电源模块输入电压覆盖范围可达DC9V-DC36V，通过其它方式可以扩充更宽的范围。
5、该电源模块输出电压覆盖范围可达DC5V-DC24V，通过其它方式可以扩充更宽的范围。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下得出的其他任何与本实用新型相同或相近似的产品，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，包括电压耦合器件和电源模块控制芯片；其特征在于：电压耦合器件采用输入端与输出端高隔离的变压器T，电源模块控制芯片IC采用高隔离控制芯片LT1105；变压器T的初级一脚与+Vin端，另一脚与三极管Q1的源极相连；变压器T的辅助级一脚通过串联的电阻R10、二极管D4与TRM DOWN端相连，同时又通过串联的电阻R9、二极管D3与控制芯片IC的6脚相连，变压器T的辅助级另一脚接地；变压器T的次级为电源模块的输出端；控制芯片IC的1脚接地；控制芯片IC的2脚与SHUT DOWN端相连，同时与三极管Q1的漏极相连；控制芯片IC的3脚通过串联电阻R12、R5与TRM端相连；控制芯片IC的4脚通过串联电阻R11、电容C4与-Vin端相连；控制芯片IC的5脚通过并联电容C7、C8接地；控制芯片IC的6脚通过二极管D6与-Vin端相连；控制芯片IC的7脚通过二极管D5与TRM DOWN端相连；控制芯片IC的8脚通过电阻R5与三极管Q1的源极相连。
2.根据权利要求1所述的输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，其特征在于：变压器T采用圆环型变压器，其绕制顺序为初级-辅助级-次级，绕线均采用高绝缘漆包线，漆包线绝缘强度不小于AC7500V；变压器T初级绕组与辅助绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制1层，其单层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC6000V；变压器T辅助绕组与绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制2层，其双层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC12000V；在绕线交叉口部位用硅橡胶进行固定。
3.根据权利要求1所述的输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，其特征在于：电源模块采用的PCB厚度为1.5mm，输入端与输出端之间的耐压距离设计为12mm，在其耐压距离之间有隔离孔。
4.根据权利要求1所述的输入端与输出端超高隔离电压的DC/DC电源模块，其特征在于：电源模块外壳结构采用尺寸为55*45*21mm的塑料外壳，其内部采用硅橡胶实体封装。
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| CN103997228A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-08-20 | 航天长峰朝阳电源有限公司 | 输入端与输出端超高隔离电压的dc/dc电源模块 |
| CN107294401A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-10-24 | 恩平市枫王电器科技有限公司 | 一种高密度封装结构节能电源集成系统模块 |
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