CN211429195U - 一种多路隔离输出驱动电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多路隔离输出驱动电源电路，属于电源电路技术领域。它包括自振荡半桥驱动芯片U1、三极管QS1、三极管QS2、三极管QS3、三极管QS4、MOS管Q1、MOS管Q2、变压器；变压器包括多路变压器，每路变压器包括原边线圈、副边线圈、整流电路，每路变压器的原边线圈一端与MOS管Q2的D极连接，原边线圈另一端接信号地SGND，变压器的副边线圈连接整流电路，整流电路的输出端作为输出电源正负极。采用本电路结构，变压器可以多个扩展，灵活进行多路隔离输出，安全隔离电压高，绝缘距离有效保障，优化了PCB的上的设计，缩小了电源体积，并节省了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多路隔离输出驱动电源电路，属于电源电路技术领域。
背景技术
电路隔离目的通常是从电路上把干扰源和易干扰的部分隔离开来，从而达到隔离现场干扰的目的。而在高压系统中，特别是多电平的变换器里面，多路隔离输出电压需要集中控制，每一个隔离电路都需要一个供电电路，当隔离电路需求很多时，现有的解决方式如下:
(1)使用很多个独立的隔离供电电路进行隔离，电路器件较多，占用较大的PCB面积，不利于PCB的优化设计，也不利于节省成本，且不好统一的集中控制；
(2)传统的反激电源拓扑输出多路电源，这样无疑增加了高频变换器的设计和工艺设计难度，且扩展路数非常有限，目前工程应用上一般以4到6组为典型，且还需要输出控制电路电源，输出电压的交叉调征率以及一致性不太好，变压器的绝缘隔离需要专门处理。
因此，本发明提供了一种多路隔离输出驱动电源电路，针对多路隔离电路提供同一个具有一定功率能力输出的初级方波电源，变压器可以多个扩展，灵活进行多路隔离输出，安全隔离电压高，绝缘距离有效保障，优化了PCB的上的设计，节省了成本。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种多路隔离输出驱动电源电路，它解决了目前多路隔离输出驱动电源体积大，扩展路数有限的问题。
本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
一种多路隔离输出驱动电源电路，它包括自振荡半桥驱动芯片U1、三极管QS1、三极管QS2、三极管QS3、三极管QS4、MOS管Q1、MOS管Q2、变压器；
所述自振荡半桥驱动芯片U1包括引脚VCC、Rt、Ct、COM、Lo、VS、Ho、Vb；
引脚VCC与15V电源正极连接，引脚VCC通过电容C1接信号地SGND；
引脚Rt通过R1与引脚Ct连接；
引脚Ct通过电容C2接信号地SGND；
引脚COM接信号地SGND；
引脚Lo连接电阻R2，电阻R2另一端与三极管QS3、三级管QS4的基极三者相连；
引脚VS通过电容与二极管DS1的负极连接，二极管DS1的正极连接15V电源正极；
引脚Ho连接电阻R3，电阻R3另一端与三极管QS1、三级管QS2的基极三者相连；
引脚Vb与二极管DS1的负极连接；
所述三极管QS1为NPN型三极管，三极管QS2为PNP型三极管，三极管QS1的集电极与二极管DS1的负极连接，三极管QS1的发射极与电阻R4、三极管QS2的发射极三者相连，电阻R4另一端与电阻R5、MOS管Q1的G极三者相连，电阻R5另一端与三极管QS2的集电极、引脚VS三者相连；
所述三极管QS3为NPN型三极管，三极管QS4为PNP型三极管，三极管QS3的集电极与15V电源正极连接，三极管QS3的发射极与电阻R6、三极管QS4的发射极三者相连，电阻R6另一端与电阻R7、MOS管Q2的G极三者相连，电阻R7另一端与三极管QS4的集电极、信号地SGND三者相连；
所述MOS管Q1、MOS管Q2均采用N沟道型MOS管，MOS管Q1的D极连接24V电源正极，24V电源正极通过电容C4接信号地SGND，MOS管Q1的S极与引脚VS、MOS管Q2的D极三者相连，MOS管Q2的S极接信号地SGND；
所述变压器包括多路变压器，每路变压器包括原边线圈、副边线圈、整流电路，每路变压器的原边线圈一端与MOS管Q2的D极连接，原边线圈另一端接信号地SGND，变压器的副边线圈连接整流电路，整流电路的输出端作为输出电源正负极。
作为优选实例，所述原边线圈与MOS管Q2的D极之间接入电容CA。
作为优选实例，所述整流电路由四个整流二极管D1、D2、D3、D4，电阻R8，电容CP构成，副边线圈正级与整流二极管D1的正极、整流二极管D2的负极三者连接，副边线圈负级与整流二极管D3的负极、整流二极管D4的正极三者连接，电阻R8一端与整流二极管D1的负极、整流二极管D4的负极连接，电阻R8另一端与整流二极管D2的正极、整流二极管D3的正极连接，电容CP并联在电阻R8两端，电阻R8两端作为输出电源正负极。
本实用新型的有益效果是：采用本电路结构，变压器可以多个扩展，灵活进行多路隔离输出，安全隔离电压高，绝缘距离有效保障，优化了PCB的上的设计，缩小了电源体积，并节省了成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电路结构示意图；
图2为本实用新型实施例原边线圈侧的电路结构示意图；
图3为本实用新型实施例副边线圈侧的电路结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
实施例
如图1-图3所示，一种多路隔离输出驱动电源电路，它包括自振荡半桥驱动芯片U1、三极管QS1、三极管QS2、三极管QS3、三极管QS4、MOS管Q1、MOS管Q2、变压器；
自振荡半桥驱动芯片U1采用型号为IRS21531自振荡半桥驱动芯片。
自振荡半桥驱动芯片U1包括引脚VCC、Rt、Ct、COM、Lo、VS、Ho、Vb；
引脚VCC与15V电源正极连接，引脚VCC通过电容C1接信号地SGND；
引脚Rt通过R1与引脚Ct连接；
引脚Ct通过电容C2接信号地SGND；
引脚COM接信号地SGND；
引脚Lo连接电阻R2，电阻R2另一端与三极管QS3、三级管QS4的基极三者相连；
引脚VS通过电容与二极管DS1的负极连接，二极管DS1的正极连接15V电源正极；
引脚Ho连接电阻R3，电阻R3另一端与三极管QS1、三级管QS2的基极三者相连；
引脚Vb与二极管DS1的负极连接；
三极管QS1为NPN型三极管，三极管QS2为PNP型三极管，三极管QS1的集电极与二极管DS1的负极连接，三极管QS1的发射极与电阻R4、三极管QS2的发射极三者相连，电阻R4另一端与电阻R5、MOS管Q1的G极三者相连，电阻R5另一端与三极管QS2的集电极、引脚VS三者相连；
三极管QS3为NPN型三极管，三极管QS4为PNP型三极管，三极管QS3的集电极与15V电源正极连接，三极管QS3的发射极与电阻R6、三极管QS4的发射极三者相连，电阻R6另一端与电阻R7、MOS管Q2的G极三者相连，电阻R7另一端与三极管QS4的集电极、信号地SGND三者相连；
MOS管Q1、MOS管Q2均采用N沟道型MOS管，MOS管Q1的D极连接24V电源正极，24V电源正极通过电容C4接信号地SGND，MOS管Q1的S极与引脚VS、MOS管Q2的D极三者相连，MOS管Q2的S极接信号地SGND；
变压器包括多路变压器，每路变压器包括原边线圈、副边线圈、整流电路，每路变压器的原边线圈一端与MOS管Q2的D极连接，原边线圈另一端接信号地SGND，变压器的副边线圈连接整流电路，整流电路的输出端作为输出电源正负极。
原边线圈与MOS管Q2的D极之间接入电容CA。
如图3所示，整流电路由四个整流二极管D1、D2、D3、D4，电阻R8，电容CP构成，副边线圈正级与整流二极管D1的正极、整流二极管D2的负极三者连接，副边线圈负级与整流二极管D3的负极、整流二极管D4的正极三者连接，电阻R8一端与整流二极管D1的负极、整流二极管D4的负极连接，电阻R8另一端与整流二极管D2的正极、整流二极管D3的正极连接，电容CP并联在电阻R8两端，电阻R8两端作为输出电源正负极(VP、VG)。
如图1、图2所示，采用N路变压器(T1，T2,……,TN)，每个原边线圈与MOS管Q2的D极之间接入电容CA(C1A,C2A,……,CNA)，采用1路原边线圈对应2路副边线圈，共4N路副边线圈。
针对多路驱动电源输出，提供统一的电压型方波电源，输出方波电源电路包括振荡电路和半桥电源原边功率回路：
其中，在由自振荡半桥驱动芯片U1为核心组成的振荡电路中，而电阻R1为振荡电阻，电容C1位振荡电容，U1为IRS21531芯片，半桥电源原边功率回路主要包括上下MOS管Q1、MOS管Q2，二极管DS1与C3，以及下管Q2一起组成自举电路，在下管导通期间给C3两端充电，为下一次上管驱动提供开通电荷；
MOS管Q2的D极与变压器的原边线圈相连，通过副边线圈和整流电路输出电压。
振荡电路产生上下互补，占空比为50％，且有一定死区的驱动信号分别驱动半桥上下开关管，振荡电路可由PWM芯片硬件或软件产生；
变压器的每个副边线圈使用全桥整流，提高变压器使用率，降低整流二极管平均电流，减小体积提高效率，减少副边线圈侧的电容容量，增强输出电压稳定性；
变压器的每条副边分别并连电容与电阻组成副边滤波电路。
半桥的上管和下管驱动，对芯片的驱动使用了图腾柱射极跟随器进行功率放大，可驱动10A或更大电流等级的MOS进行快速的开通与关断；
半桥中点输出方波电源可通过电容连接解耦连接到多个磁环变压器进高频隔离转换；
电路中变压器的每条副边线圈分别串连超快恢复二极管与电阻组成副边整流电路；
利用上述电压方波电源增加隔直电容连接多个变压器的方式，理论上可输出N路路高隔离电路驱动电源电路，典型为三相三电平变换器需要12路隔离电路统一输出驱动电源，比现有的分别利用12路输出驱动电源对12路隔离电路供电，节省占用PCB的空间，并且隔离电压更高，优化了PCB的电路的设计与布局，电路结构简单且节省成本。
采用本电路结构，变压器可以多个扩展，灵活进行多路隔离输出，安全隔离电压高，绝缘距离有效保障，优化了PCB的上的设计，缩小了电源体积，并节省了成本。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种多路隔离输出驱动电源电路，其特征在于，它包括自振荡半桥驱动芯片U1、三极管QS1、三极管QS2、三极管QS3、三极管QS4、MOS管Q1、MOS管Q2、变压器；
所述自振荡半桥驱动芯片U1包括引脚VCC、Rt、Ct、COM、Lo、VS、Ho、Vb；
引脚VCC与15V电源正极连接，引脚VCC通过电容C1接信号地SGND；
引脚Rt通过R1与引脚Ct连接；
引脚Ct通过电容C2接信号地SGND；
引脚COM接信号地SGND；
引脚Lo连接电阻R2，电阻R2另一端与三极管QS3、三级管QS4的基极三者相连；
引脚VS通过电容与二极管DS1的负极连接，二极管DS1的正极连接15V电源正极；
引脚Ho连接电阻R3，电阻R3另一端与三极管QS1、三级管QS2的基极三者相连；
引脚Vb与二极管DS1的负极连接；
所述三极管QS1为NPN型三极管，三极管QS2为PNP型三极管，三极管QS1的集电极与二极管DS1的负极连接，三极管QS1的发射极与电阻R4、三极管QS2的发射极三者相连，电阻R4另一端与电阻R5、MOS管Q1的G极三者相连，电阻R5另一端与三极管QS2的集电极、引脚VS三者相连；
所述三极管QS3为NPN型三极管，三极管QS4为PNP型三极管，三极管QS3的集电极与15V电源正极连接，三极管QS3的发射极与电阻R6、三极管QS4的发射极三者相连，电阻R6另一端与电阻R7、MOS管Q2的G极三者相连，电阻R7另一端与三极管QS4的集电极、信号地SGND三者相连；
所述MOS管Q1、MOS管Q2均采用N沟道型MOS管，MOS管Q1的D极连接24V电源正极，24V电源正极通过电容C4接信号地SGND，MOS管Q1的S极与引脚VS、MOS管Q2的D极三者相连，MOS管Q2的S极接信号地SGND；
所述变压器包括多路变压器，每路变压器包括原边线圈、副边线圈、整流电路，每路变压器的原边线圈一端与MOS管Q2的D极连接，原边线圈另一端接信号地SGND，变压器的副边线圈连接整流电路，整流电路的输出端作为输出电源正负极。
2.根据权利要求1所述一种多路隔离输出驱动电源电路，其特征在于，所述原边线圈与MOS管Q2的D极之间接入电容CA。
3.根据权利要求1所述一种多路隔离输出驱动电源电路，其特征在于，所述整流电路由四个整流二极管D1、D2、D3、D4，电阻R8，电容CP构成，副边线圈正级与整流二极管D1的正极、整流二极管D2的负极三者连接，副边线圈负级与整流二极管D3的负极、整流二极管D4的正极三者连接，电阻R8一端与整流二极管D1的负极、整流二极管D4的负极连接，电阻R8另一端与整流二极管D2的正极、整流二极管D3的正极连接，电容CP并联在电阻R8两端，电阻R8两端作为输出电源正负极。
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|---|---|---|---|---|
| CN113991973A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-28 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种可编程模块化电源及应用方法 |
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2020
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| CN113991973A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-28 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种可编程模块化电源及应用方法 |
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