CN204119073U - 一种交流输入多路隔离低功率输出电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种交流输入多路隔离低功率输出电源，包括：输入AC电压模块、雷击浪涌保护电路模块、EMI电路模块、多绕组变压器、多个整流滤波电路模块以及多个DC/DC转换模块；所述输入AC电压模块、雷击浪涌保护电路模块、EMI电路模块以及多绕组变压器依次连接，所述多绕组变压器的输出端分别与各个整流滤波电路模块的输入端相连接，各个整流滤波电路模块的输出端分别与各个DC/DC转换模块的输入端一一对应连接。所述输出电源结构简单，节省了输入高压整流桥、高压开关MOS、PWMIC、高压电容等器件的使用，大大降低了成本，且具有很高的输出稳压精度，适合应用于多种低功率多路输出场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力应用领域，具体为一种交流输入多路隔离低功率输出电源。
背景技术
在多路输出低功率的应用场合，为了实现电子系统电源的多路输出，目前主要的实现方案有以下几种：1、采用反激式开关电源多路输出，通过变压器采用多个绕组设计实现，对各路外加电感，这种计算方法，取决于绕组漏感的精确度，对变压器的设计和绕制方式要求很高，由于变压器个体差异，无法保证漏感的具体数据，所以这种方式设计复杂，适用于对稳压精度要求不高的场合；2、采用外加DC/DC的方式，绕组输出的电压不稳定，通过DC/DC转换来保证最终的输出稳定性，这种方式增加了成本，降低了整个电源的效率；3、每路电压均采用光耦反馈，多路输出的光耦接收端串联后给反馈，这种方式可以做到多路输出隔离，但是这种方式需要针对每一路进行反馈，整个控制上更加复杂，由于光耦接收端串联，在反馈时，光耦工作在线性区，所以光耦接收端的两端电压有一定要求，而多路输出就会受到限制，因为反馈接收端的电压有限制，光耦接收端电压有限制，则导致光耦不可能多个串联，所以这种方式，对于多路输出的真正路数，实际上是有一定限制的。
而在多路隔离输出电源中，常用的是反激或正激拓扑，通过优化变压器设计，外部增加电感或增加DC/DC转换等最终得到需要的电压。在这个过程中，交叉调整率改善比较难，设计也比较复杂，如果要求多路隔离输出，处理起来则更复杂。在多路输出电压的场合中，通常功率不大，但是要求多种输出电压，因此亟需一种简单的多路输出电源，应用于多路输出电压的场合，满足实际需要。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型公开一种交流输入多路隔离低功率输出电源，其包括：输入AC电压模块、雷击浪涌保护电路模块、EMI电路模块、多绕组变压器、多个整流滤波电路模块以及多个DC/DC转换模块；所述输入AC电压模块、雷击浪涌保护电路模块、EMI电路模块以及多绕组变压器依次连接，所述多绕组变压器的输出端分别与各个整流滤波电路模块的输入端相连接，各个整流滤波电路模块的输出端分别与各个DC/DC转换模块的输入端一一对应连接。
本实用新型的有益效果是通过直接在开关电源输入端接入多绕组变压器，将高压交流电降低为低压交流电，然后再整流滤波，经过合适的DC/DC设计得到要求的输出电压；相比于常规的多路隔离输出电源，所述交流输入多路隔离低功率输出电源结构简单，同时节省了输入高压整流桥、高压开关MOS、PWM IC、高压电容等器件，大大降低了成本，且实现了多路隔离输出，具有很高的输出稳压精度，适合应用于多种低功率多路输出场合；而且由于电路设计相对简化，进一步提高了电源供电的可靠性；并且所述交流输入多路隔离低功率输出电源的结构设计可以扩展到其它的高压交流输入转低压直流、低功率的应用场合，也可以包含高压脉冲波形转低压直流、低功率电源，应用非常广泛。
附图说明
图1是本实用新型所述交流输入多路隔离低功率输出电源的结构示意图；
图2是本实用新型所述交流输入多路隔离低功率输出电源的电路图；
图3是本实用新型所述交流输入多路隔离低功率输出电源的实施例1的电路图；
图4是本实用新型所述交流输入多路隔离低功率输出电源的实施例2的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本实用新型公开一种交流输入多路隔离低功率输出电源，其包括：输入AC电压模块、雷击浪涌保护电路模块、EMI电路模块、多绕组变压器、多个整流滤波电路模块以及多个DC/DC转换模块；所述输入AC电压模块、雷击浪涌保护电路模块、EMI电路模块以及多绕组变压器依次连接，所述多绕组变压器的输出端分别与各个整流滤波电路模块的输入端相连接，各个整流滤波电路模块的输出端分别与各个DC/DC转换模块的输入端一一对应连接。
下面具体讲述本实用新型所述的交流输入多路隔离低功率输出电源。
本实用新型中的输入AC电压模块直接连接多绕组变压器，经过多绕组变压器降压后再整流，整流后的电压比较低，作为DC/DC转换模块的输入，通过DC/DC转换得到要求的电压，根据最终输出功率的要求，这里的DC/DC转换模块可以是LDO、三端稳压集成电路、DC/DC控制芯片转换等等。多个绕组之间互相隔离，每个绕组均可根据最终电压来设计匝数。与常规的开关电源设计相比，这里不再需要高压整流桥、高压开关MOS、PWM IC、高压电容等，在低功率多路输出电压应用场合中，成本低廉，电路设计简单，供电可靠。
如图2所示，是本实用新型所述交流输入多路隔离低功率输出电源的具体实现的电路图。图2中输入AC电压模块经过保险丝、雷击浪涌保护电路模块、EMI电路连接变压器T1，T1是一个多绕组的变压器，原边一个绕组，副边绕组个数由具体输出电压路数决定。副边绕组后的电压经过整流桥、滤波电路，电压变为直流电压，作为DC/DC转换模块的输入，经过DC/DC转换后得到设计要求的电压，整个电路设计简单，设计的重点在于变压器的设计和整流滤波后与DC/DC转换模块的配合。
实施例1
如图3所示，将图2中的DC/DC转换模块细化，则得到图3的设计方案。输入电压经过保险丝F1，MOV1、MOV2、MOV3和FG1（放电管）组成雷击浪涌保护电路，C1、L1、C2组成EMI电路。T1是主变压器，T1-P是一次侧绕组，T1-S1、T1-S2、T1-SN是二次侧输出绕组，BD11和C11组成绕组T1-S1的整流滤波电路，BD12和C12组成绕组T1-S2的整流滤波电路，BD1N和C1N组成绕组T1-SN的整流滤波电路。R11、U11、R21、R31和C21组成VOUT1的DC/DC转换电路，R12、U12、R22、R32和C22组成VOUT2的DC/DC转换电路，R1N、U1N、R2N、R3N和C2N组成VOUTN的DC/DC转换电路。U11、U12、U1N可以选择可控精密稳压源，如TL431、AZ431等，每个二次侧绕组经整流滤波，DC/DC转换输出最终电压。
下面以输出VOUT1为例说明变压器绕组设计，假定电源输入电压范围是90VAC~264VAC，VOUT1要求输出电压值为5V，输出电流10mA，此时要求C11上整流后的直流电压值至少为5V，则整流前T1-S1绕组上的交流电压为5V/1.4=3.57VAC，则理论匝比为90/3.75=24,，这是理论值，需要适当提高整流滤波后的电压值，因此匝比取20。90VAC~264VAC输入时，对应到T1-S1的电压为4.5VAC~13.2VAC，经过整流滤波后的直流电压为6.3V~18.48V，经过R11、U11、R21、R31和C21输出5V，这里可以看出R11两端承受的电压范围是1.3V~13.48V，由于输出电流10mA，则R11电阻实际消耗的最小功率为1.3×0.01=0.013W，R11电阻实际消耗的最大功率为13.48×0.01=0.1348W。为了保证直流输入电压6.3~18.48V范围内，输出电压5V不变，输出电流10mA，则R11阻值最大选择1.3/0.01=130欧。由此可知，R11电阻可选130欧，1206封装，此封装对应的电阻功率为0.25W。
实施例2
如图4所示，将图2中的DC/DC转换模块采用三端稳压集成电路替换，则可以得到图4的设计方案。这里采用TA7805替代，实际上根据不同的设计要求，在输出电压较小并且功率要求不高的情况下，DC/DC转换模块可以采用LDO，例如AMS1117。如果采用TA7805，输入电压范围要求在7.0~25V，则要求绕组整理滤波后的直流电压落在这个范围之内，因此可以设计变压器匝比为15，同样按照上述的原理分析，在90VAC~264VAC输入电压范围内，经过绕组整流后的直流电压范围是8.4V~24.64V，满足TA7805要求的输入电压范围。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (1)
1.一种交流输入多路隔离低功率输出电源，其特征在于，包括：输入AC电压模块、雷击浪涌保护电路模块、EMI电路模块、多绕组变压器、多个整流滤波电路模块以及多个DC/DC转换模块；所述输入AC电压模块、雷击浪涌保护电路模块、EMI电路模块以及多绕组变压器依次连接，所述多绕组变压器的输出端分别与各个整流滤波电路模块的输入端相连接，各个整流滤波电路模块的输出端分别与各个DC/DC转换模块的输入端一一对应连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104242699A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-24 | 苏州弗莱希智能科技有限公司 | 一种交流输入多路隔离低功率输出电源 |
| CN113500929A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-15 | 国网智慧能源交通技术创新中心(苏州)有限公司 | 一种用于电动船舶超大容量电池的充电系统 |
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2014
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