CN206422702U - 医用超低泄露电流开关电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及开关电源电路技术领域，特别涉及医用超低泄露电流开关电源电路。该医用超低泄露电流开关电源电路的变压器T1的初级、次级电路间没有Y电容，次级绕组N3与初级绕组N1、N5绕组之间分别绕制有屏蔽层绕组N2、N4。通过变压器的屏蔽层把绕组完全隔离开，变压器的初级绕组到次级绕组的传输电路之间产生的交流漏电流几乎为零，可以满足医用电源对交流的泄漏电流超低的要求，同时通过对变压器的设计，又可以符合电磁干扰要求。本实用新型医用超低泄漏电流电路简单，适配器内部电路的变压器结构也不复杂，不会增加开关电源的制作成本，有利于量产作业和应用推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源电路技术领域，特别涉及医用超低泄露电流开关电源电路。
背景技术
泄漏电流是指在没有故障施加电压的情况下，电气中带相互绝缘的金属零件之间，或带电零件与接地零件之间，通过其周围介质或绝缘表面所形成的电流。泄漏电流包括电容耦合电流，是能够从电器上被触及的部分传导到人体的电流。为了满足抑制电磁干扰要求，通常市面上的电源适配器电路中会有Y电容，而Y电容跨接在变压器的初级绕组和次级绕组之间，就会产生较大交流的泄漏电流。但是医用器材与人体直接接触，泄漏电流很容易从设备传导到人体，例如监测人体心脏电位变化的设备，如果有小的交流电流施加到心脏上，就可能会导致心脏肌肉纤维性颤动和神经肌肉损伤。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种医用超低泄露电流开关电源电路，从而使医用设备的开关电源工作时不会有电流泄漏和传导到设备外部，避免因泄漏电流导致的医疗安全事故。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
提供了一种医用超低泄露电流开关电源电路，包括依次连接的市电输入线路与EMI电路、一次侧整流滤波电路、开关变换电路和二次侧整流滤波电路，所述开关变换电路包括变压器T1，变压器T1的初级绕组包括相位相同的N1绕组和N5绕组，次级绕组包括与初级绕组相位相反的N3绕组，所述N1、N3绕组之间，N5、N3绕组之间分别绕制有屏蔽层绕组N2、N4。
其中，所述屏蔽层绕组N2、N4有相同的匝数。
其中，所述N3绕组与所述屏蔽层绕组N2、N4之间分别绕制有4TS胶带，所述屏蔽层绕组N2与N1绕组之间、屏蔽层绕组N4与N5绕组之间以及N5绕组外侧都绕制有2TS胶带。
其中，所述N1绕组一次性绕制完成。
其中，所述市电输入线路与EMI电路包括共模电感LF1和并联在共模电感LF1输入侧的电容CX1。
其中，所述一次侧整流滤波电路是由型号为IN4007的二极管D1、D2、D3、D4组成的全桥整流电路。
其中，所述开关变换电路包括缓冲吸收电路，由电阻R5、R6与电容C3并联后串接电阻R4和二极管D5组成，所述二极管D5是1N4007型号的二极管，阳极接变压器T1的初级绕组首端。
其中，包括PWM脉冲控制电路，所述PWM脉冲控制电路包括内置有高压开关管MOS的控制芯片U1，所述变压器T1根据所述控制芯片U1的高压开关管MOS导通/截止而存储能量/释放能量。
其中，所述二次侧整流滤波电路包括输出稳压控制电路，所述输出稳压控制电路包括发光二极管U2-A，所述PWM脉冲控制电路包括光敏晶体管U2-B，所述PWM脉冲控制电路根据发光二极管U2-A和光敏晶体管U2-B组成的光耦U2检测二次侧整流滤波电路的输出电压电流变化。
本实用新型的有益效果：本医用超低泄露电流开关电源电路，变压器T1的初级、次级电路间没有Y电容，变压器T1的初级绕组包括相位相同的N1绕组和N5绕组，次级绕组包括与初级绕组相位相反的N3绕组，所述N1、N3绕组之间，N5、N3绕组之间分别绕制有屏蔽层绕组N2、N4。通过变压器的屏蔽层把绕组完全隔离开，变压器的初级绕组到次级绕组的传输电路之间产生的交流漏电流几乎为零，可以满足医用电源对交流的泄漏电流超低的要求，同时通过对变压器的设计，又可以符合电磁干扰要求。本实用新型医用超低泄漏电流电路简单，适配器内部电路的变压器结构也不复杂，不会增加开关电源的制作成本，有利于量产作业和应用推广。
附图说明
利用附图对本医用超低泄露电流开关电源电路作进一步说明。
图1为医用超低泄露电流开关电源电路的原理框图；
图2为医用超低泄露电流开关电源电路的电路图；
图3为开关变换电路的电路图；
图4为高频变压器的结构图；
图5为高频变压器的绕线示意图；
在图1中包括：1——市电输入线路与EMI电路、2——一次侧整流滤波电路、3——开关变换电路、31——缓冲吸收电路、4——PWM脉冲控制电路、5——二次侧整流滤波电路、6——输出稳压控制电路。
具体实施方式
结合以下实施例对本医用超低泄露电流开关电源电路作进一步描述。
如图1～5所示，本医用超低泄漏电流开关电源电路包括依次连接的市电输入线路与EMI电路1、一次侧整流滤波电路2和开关变换电路3。开关变换电路3包括高频变压器T1和与高频变压器T1初级绕组输入端连接的缓冲吸收电路31，开关变换电路3一路通过高频变压器T1与二次侧整流滤波电路5连接，高频变压器T1输出的电压由二次侧整流滤波电路5整流滤波后输出连至医用仪器设备上，另一路与PWM脉冲控制电路4的控制芯片U1连接。二次侧整流滤波电路5连接有输出稳压控制电路6。
市电输入线路与EMI电路1通过保险丝电阻F1、F2为开关电源提供100～240V的输入电压，在市电输入侧跨接有用于防雷击保护的压敏电阻MOV1，该市电输入线路与EMI电路1还包括并联在共模电感LF1两端的电容CX1和串联后并联在共模电感LF1两端的电阻R1、R2。EMI电路滤除电源线与地之间非对称的共模干扰并可以较好地抑制开关电源产生的传导干扰，然后将滤除掉市电及变压器产生的电磁干扰后的电压输送给一次侧整流滤波电路2。一次侧整流滤波电路2是由型号都为IN4007的二极管D1、D2、D3、D4组成的全桥整流电路，其将市电输入线路与EMI电路1输入的交流电压转化为平滑的直流电压，为后级开关变换电路3提供能量。
开关变换电路3接受前级供给的能量并供给高频变压器T1，高频变压器T1受PWM脉冲控制电路的控制芯片U1控制，控制芯片U1内部的高压开关管MOS始终工作在一个高速的导通/截止循环状态，高压开关管MOS导通时高频变压器T1存储能量，高压开关管MOS截止时高频变压器T1释放能量，从而为二次侧输出整流滤波电路5提供正向的导通电压。
如图4～5所示，高频变压器T1的初级绕组由77匝的N1绕组和15匝的N5绕组组成，其中N1绕组一次性绕完，可以减少高频变压器T1工作时的层间电容。次级绕组为10匝的N3绕组其绕组相位与初级绕组相反。在N1与N3绕组、N5与N3绕组之间分别绕制有屏蔽层绕组N2、N4，屏蔽层绕组N2、N4都是9匝，相同的绕组圈数的屏蔽层可以有效隔离电磁干扰，降低开关电源的漏电流，同时，初级绕组和次级绕组紧密耦合后，可以大大降低绕组间的层间电容，从而减少开关电源工作时的共模噪声。在N3绕组与屏蔽层绕组N2、N4之间分别绕制有4TS胶带，在屏蔽层绕组N2与N1绕组之间、屏蔽层绕组N4与N5绕组之间以及N5绕组外侧都绕制有2TS胶带。该高频变压器T1结构去掉了Y电容电源适配器，在不影响电磁干绕抑制的同时通过初级绕组和次级绕组之间的屏蔽层把绕组完全隔离开，变压器的初级绕组到次级绕组的传输电路之间产生的交流漏电流几乎为零，可以满足医用电源对交流的泄漏电流超低的要求。
在高频变压器T1前端并联有电阻R5、R6与电容C3并联后依次串接电阻R4和二极管D5组成的缓冲吸收电路31，二极管D5是1N4007型号的二极管，阳极接高频变压器T1的初级绕组首端，阴极接电阻R4。高频变压器T1在存储能量/释放能量循环工作时，缓冲吸收电路31可以减小其电压变化率与电流变化率，从而减小磁场与电场产生的噪声，并且高频变压器T1工作时产生的漏电流经缓冲吸收电路31吸收，避免高频变压器T1的漏电流屏蔽出现问题时有较大的交流漏电流经二次侧整流滤波电路5输出给医用仪器设备。
二次侧整流滤波电路5把从高频变压器T1次级绕组感应到的电压经二次整流变为外部设备所要的平滑稳定的DC直流电压。二次侧输出整流滤波电路5包括型号为SR5100的二极管D7、D8，电阻R13和电容C5串接后与二极管D7、D8并联，其并联电路的一端接高频变压器T1次级绕组的首端，另一端经并联的电容C7和电阻R16后接到高频变压器T1次级绕组的末端，以此实现对高频变压器T1输出电压的滤波整流。经二次侧整流滤波电路5滤波整流后的DC直流电压通过共模电感LF2输出给医用仪器设备。
二次侧整流滤波电路5还连接有输出稳压控制电路6，输出稳压控制电路6的发光二极管U2-A与PWM脉冲控制电路4的光敏晶体管U2-B组成光耦U2并实时进行通讯。PWM脉冲控制电路4通过高频变压器T1的反馈绕组和光耦U2实时检测输出电压电流的变化，通过控制芯片U1控制高压开关管MOS的工作脉冲宽度，使开关电源始终保持稳定的电压电流输出。
本医用超低泄露电流开关电源电路，变压器的初次级电路间没有Y电容，同时通过对变压器的设计，又可以符合电磁干扰要求。并且该医用超低泄漏电流电路简单，适配器内部电路的变压器结构也不复杂，不会增加开关电源的制作成本，有利于量产作业和应用推广。
Claims (9)
1.医用超低泄露电流开关电源电路，包括依次连接的市电输入线路与EMI电路、一次侧整流滤波电路、开关变换电路和二次侧整流滤波电路，其特征在于，所述开关变换电路包括变压器T1，变压器T1的初级绕组包括相位相同的N1绕组和N5绕组，次级绕组包括与初级绕组相位相反的N3绕组，所述N1、N3绕组之间，N5、N3绕组之间分别绕制有屏蔽层绕组N2、N4。
2.根据权利要求1所述的医用超低泄露电流开关电源电路，其特征在于，所述屏蔽层绕组N2、N4有相同的匝数。
3.根据权利要求1或2所述的医用超低泄露电流开关电源电路，其特征在于，所述N3绕组与所述屏蔽层绕组N2、N4之间分别绕制有4TS胶带，所述屏蔽层绕组N2与N1绕组之间、屏蔽层绕组N4与N5绕组之间以及N5绕组外侧都绕制有2TS胶带。
4.根据权利要求1所述的医用超低泄露电流开关电源电路，其特征在于，所述N1绕组一次性绕制完成。
5.根据权利要求1所述的医用超低泄露电流开关电源电路，其特征在于，所述市电输入线路与EMI电路包括共模电感LF1和并联在共模电感LF1输入侧的电容CX1。
6.根据权利要求1所述的医用超低泄露电流开关电源电路，其特征在于，所述一次侧整流滤波电路是由型号为IN4007的二极管D1、D2、D3、D4组成的全桥整流电路。
7.根据权利要求1所述的医用超低泄露电流开关电源电路，其特征在于，所述开关变换电路包括缓冲吸收电路，由电阻R5、R6与电容C3并联后串接电阻R4和二极管D5组成，所述二极管D5是1N4007型号的二极管，阳极接变压器T1的初级绕组首端。
8.根据权利要求1所述的医用超低泄露电流开关电源电路，其特征在于，包括PWM脉冲控制电路，所述PWM脉冲控制电路包括内置有高压开关管MOS的控制芯片U1，所述变压器T1根据所述控制芯片U1的高压开关管MOS导通/截止而存储能量/释放能量。
9.根据权利要求8所述的医用超低泄露电流开关电源电路，其特征在于，所述二次侧整流滤波电路包括输出稳压控制电路，所述输出稳压控制电路包括发光二极管U2-A，所述PWM脉冲控制电路包括光敏晶体管U2-B，所述PWM脉冲控制电路根据发光二极管U2-A和光敏晶体管U2-B组成的光耦U2检测二次侧整流滤波电路的输出电压电流变化。
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| CN109741921A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-05-10 | 东莞市铭汉电子有限公司 | 一种抑制电磁干扰高频变压器的绕制结构 |
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