CN217935458U

CN217935458U - 一种带有多路输出功能的dc/dc转换器

Info

Publication number: CN217935458U
Application number: CN202221766092.0U
Authority: CN
Inventors: 邱星语; 邱海军
Original assignee: Kunming Xinlei Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Kunming Xinlei Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2022-07-08
Filing date: 2022-07-08
Publication date: 2022-11-29
Anticipated expiration: 2032-07-08

Abstract

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种带有多路输出功能的DC/DC转换器，包括：依次连接的电源、输入电路、LM5001芯片、反馈电路、变压器、输出电路、辅电路；所述反馈电路与所述LM5001芯片连接，其中，辅电路包括：1.2V输出电路、1.8V输出电路、2.5V输出电路。

Description

一种带有多路输出功能的DC/DC转换器

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种带有多路输出功能的DC/DC转换器。

背景技术

随着近些年电源技术在各领域的不断发展与应用，促进了多路输出开关电源的研究，也使其进入了快速发展的阶段。就目前而言，航空用飞机上的各种电子设备越来越多，对于多路输出模块电源的需求量也越来越大。对于所需要的输入电压低且输出端输出电压等级多样的DC/DC电源模块，其功率密度常常会被使用者提出很高的要求，否则极其容易影响航空电子设备的工作，给航空出行带来安全隐患。因此，为了克服上述问题，我们设计了一种带有多路输出功能的DC/DC转换器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有多路输出功能的DC/DC转换器，其用于解决上述技术问题。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：

一种带有多路输出功能的DC/DC转换器，包括：依次连接的电源、输入电路、LM5001芯片、反馈电路、变压器、输出电路、辅电路；所述反馈电路与所述LM5001芯片连接，其中，辅电路包括：1.2V输出电路、1.8V 输出电路、2.5V输出电路。

可选的，所述输入电路包括：电容C1、电阻R1、电容CS、三极管Q1、二极管Z1、电容C2、电阻R2、GND、10V电源；所述电源的正极分别与所述电容C1的一端、电阻R1的一端、三极管Q1的集电极连接，所述电阻R1 的另一端分别与所述电容CS的一端、三极管Q1的基极、二极管Z1的负极连接，所述电源的负极分别与所述电容C1的另一端、电容CS的另一端、二极管Z1的正极、电容C2的一端、电阻R2的一端、GND连接，所述三极管Q1的发射极分别与所述电容C2的另一端、10V电源、电阻R2的另一端连接。

可选的，所述1.2V输出电路包括：LMZ10501芯片一、电容2Cin、电阻2RT、电阻2RB、电容2Cvc、电容2Cout、第一电源、第二电源；所述LMZ10501 芯片一的2号端口分别与所述电阻2RB的一端、电容2Cvc的一端、电阻2RT 的一端连接，所述电阻2RT的另一端与所述LMZ10501芯片一的8号端口连接，所述电阻2RB的另一端、电容2Cvc的另一端分别与所述LMZ10501芯片一的4号端口、LMZ10501芯片一的6号端口、电容2Cout的一端连接并接地，所述电容2Cout的另一端分别与所述LMZ10501芯片一的3号端口、 LMZ10501芯片一的5号端口、第一电源连接，所述LMZ10501芯片一的7号端口分别与所述电容2Cin的一端、第二电源连接，所述电容2Cin的另一端接地。

可选的，所述1.8V输出电路包括：LMZ10501芯片二、电容3Cin、电阻3RT、电阻3RB、电容3Cvc、电容3Cout、第三电源、第四电源；所述LMZ10501 芯片二的2号端口分别与所述电阻3RB的一端、电容3Cvc的一端、电阻3RT 的一端连接，所述电阻3RT的另一端与所述LMZ10501芯片二的8号端口连接，所述电阻3RB的另一端、电容3Cvc的另一端分别与所述LMZ10501芯片二的4号端口、LMZ10501芯片二的6号端口、电容3Cout的一端连接并接地，所述电容3Cout的另一端分别与所述LMZ10501芯片二的3号端口、 LMZ10501芯片二的5号端口、第三电源连接，所述LMZ10501芯片二的7号端口分别与所述电容3Cin的一端、第四电源连接，所述电容3Cin的另一端接地。

可选的，所述2.5V输出电路包括：LMZ10501芯片三、电容4Cin、电阻4RT、电阻4RB、电容4Cvc、电容4Cout、第五电源、第六电源；所述LMZ10501 芯片三的2号端口分别与所述电阻4RB的一端、电容4Cvc的一端、电阻4RT 的一端连接，所述电阻4RT的另一端与所述LMZ10501芯片三的8号端口连接，所述电阻4RB的另一端、电容4Cvc的另一端分别与所述LMZ10501芯片三的4号端口、LMZ10501芯片三的6号端口、电容4Cout的一端连接并接地，所述电容4Cout的另一端分别与所述LMZ10501芯片三的3号端口、 LMZ10501芯片三的5号端口、第五电源连接，所述LMZ10501芯片三的7号端口分别与所述电容4Cin的一端、第六电源连接，所述电容4Cin的另一端接地。

本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本实施例围绕PWM控制器LM5001与高频变压器，采用输入电路、控制芯片外围电路、反馈电路、输出端滤波电路等模块实现主电路的稳定输出；通过对主电路进行降压设计，实现其它三路的稳定输出。该实用新型具有多路输出功能，可以同时为多个设备供电，同时具有小型化、高效率、高可靠性及良好电磁兼容性等特点，模块化的结构可以方便地实现系统扩容，使其具有高可靠性和易维修性。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种带有多路输出功能的DC/DC转换器的框架示意图；

图2为本实用新型提供的输入电路原理图；

图3为本实用新型提供的LMV431与TCMT1103配合使用电路原理图；

图4为本实用新型提供的1.2V的电路原理图；

图5为本实用新型提供的1.8V的电路原理图；

图6为本实用新型提供的2.5V的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

如图1所示，本实用新型提供了其中一种实施例：一种带有多路输出功能的DC/DC转换器，包括输入电路、高频变压器、PWM控制电路、反馈电路、输出整流二极管、输出滤波电容，1.2V/1.8V/2.5V三路输出电路。高频脉冲变压器用于变压、电气隔离，PWM控制电路芯片选用的是LM5001，用以提供稳定的驱动信号，反馈电路用于稳压，整流电路后端加上电容，用于抑制电路纹波，1.2V/1.8V/2.5V三路输出的电路选用的是纳米集成电感器LMZ10501，具有输出电压可调的特点，工作温度范围-40℃至125℃，固定PWM开关频率为2MHz。LM5001是电流控制型芯片，有8个引脚，引脚 1：误差放大器的输出端。引脚2：欠压锁定端口。设置电压的分压器在本芯片外围由两个电阻充当。引脚3：开关管(MOS)的漏极。引脚4：输入供应端。芯片正常的工作时范围为3.1V～75V。引脚5：偏置电压输入端。 VCC要在6.9V以上，用于减小内部功耗。引脚6：接地端，接电源输入地。引脚7：振荡频率设置端。引脚8：反馈输入端，与COMP端形成循环补偿。 LMZ10501体积微小，而且还能够带起负载为1A的电流，工作模式为PWM模式。

如图2所示，输入电路供电部分由R1、Z1、Q1、C2、R2、CS组成。供电部分电路将Q1发射极电压稳定在10V左右。Z1在输入最高电压时不烧毁，最低电压时可以稳压10V左右，故可选取Z1为10V/20mA的二极管，其两端并联CS的作用是对其两端电压进行滤波，保护稳压管，减小稳压管的波动，起到稳压作用，其容值不能太大，一般在微法级别，在此选用CS为 0.47μF/16V。经射极跟随器得到约10V电压，选取R1、R2阻值为10KΩ，C2与R2并联在此选定为0.47μF/16V。输入电压经过R1给Q1基极一个偏值电压，利用稳压管稳压作用使Q1的基极电压稳定在10V左右。

如图3所示，工作原理为：当电源在正常工作的时候，反馈电路中的采样部分在输出电压处进行采样，通过分压电阻R11和R12分压后，与 TLV431的基准电压1.24V进行比较，在阴极上产生的误差电压使得发光二极管发出不同强度的光线，从而影响光耦TCMT1103的电流Ic值。而这个电流会在电阻上产生一定的电压，也就是误差反馈信号，这个信号通过COMP 端口将会与芯片内部的振荡电路所产生的锯齿波进行比较，从而影响占空比；此时芯片内部电路将通过占空比的波形来控制开关管的通断时间，从而对输出进行稳压。具体的表现形式为：反馈电压升高，则Ic增大，引起内部占空比减小，从而使输出电压降低；反馈电压降低，则Ic减小，引起内部占空比增大，从而使输出电压升高。

如图4所示，当输入端口的供电电压VIN在2.7V到5.5V之间时， LMZ10501模块可以正常工作，它内部会有一个固定的2.35V电压VREF输出，而VCON引脚处电压的高低可以通过与其连接的两个电阻R2T和R2B来设置，通过计算来确定1.2V输出电路的电阻。LMZ10501纳米模块外围元件中电容滤波设计使用了低ESR多层陶瓷电容器，耐压6.3V或着10V的额定值，容量10μF，封装0603或0805，材质X5R和X7R(X5R与X7R都指材质为陶瓷，两种材质的区别是前者工作高温度范围为-55℃～85℃，后者是-55℃～125℃)，使用这样的贴片元件易于实现小体积电源的实现。值得注意的是电容的直流电压偏置特性，一般多层陶瓷电容的有效容量会因它两端所加的直流电压而变小；另一方面，如果输出电容过大，可能会出现输出短路保护的现象。

如图5所示，本实施例的一个特色之处，即只有一路输入时，输入端有多路输出。不仅转换效率高、体积小，还具有良好电磁兼容性。与1.2V 电路的设计原理相似。选取R3T电阻阻值为180kΩ，那么计算R3B即为接近79.51kΩ的阻值，取值为80kΩ。查表可知，C3in与C3out均为10μF/6.3V， C3VC为470pF/6.3V。

如图6所示，与1.2V电路的设计原理相似，选取R4T电阻阻值为150k Ω，那么计算R4B即为接近111kΩ的阻值，两个240kΩ电阻并联取值为120k Ω。查表可知，C4in与C4out均为10μF/6.3V，C4VC为470pF/6.3V。将上述各电路模块连接起来即为1.2V/1.8V/2.5V三路输出DC/DC转换器。

综上所述，本实施例围绕PWM控制器LM5001与高频变压器，采用输入电路、控制芯片外围电路、反馈电路、输出端滤波电路等模块实现主电路的稳定输出；通过对主电路进行降压设计，实现其它三路的稳定输出。该实用新型具有多路输出功能，可以同时为多个设备供电，同时具有小型化、高效率、高可靠性及良好电磁兼容性等特点，模块化的结构可以方便地实现系统扩容，使其具有高可靠性和易维修性。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种带有多路输出功能的DC/DC转换器，其特征在于，包括：依次连接的电源、输入电路、LM5001芯片、反馈电路、变压器、输出电路、辅电路；所述反馈电路与所述LM5001芯片连接，其中，辅电路包括：1.2V输出电路、1.8V输出电路、2.5V输出电路。

2.根据权利要求1所述的带有多路输出功能的DC/DC转换器，其特征在于，所述输入电路包括：电容C1、电阻R1、电容CS、三极管Q1、二极管Z1、电容C2、电阻R2、GND、10V电源；所述电源的正极分别与所述电容C1的一端、电阻R1的一端、三极管Q1的集电极连接，所述电阻R1的另一端分别与所述电容CS的一端、三极管Q1的基极、二极管Z1的负极连接，所述电源的负极分别与所述电容C1的另一端、电容CS的另一端、二极管Z1的正极、电容C2的一端、电阻R2的一端、GND连接，所述三极管Q1的发射极分别与所述电容C2的另一端、10V电源、电阻R2的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的带有多路输出功能的DC/DC转换器，其特征在于，所述1.2V输出电路包括：LMZ10501芯片一、电容2Cin、电阻2RT、电阻2RB、电容2Cvc、电容2Cout、第一电源、第二电源；所述LMZ10501芯片一的2号端口分别与所述电阻2RB的一端、电容2Cvc的一端、电阻2RT的一端连接，所述电阻2RT的另一端与所述LMZ10501芯片一的8号端口连接，所述电阻2RB的另一端、电容2Cvc的另一端分别与所述LMZ10501芯片一的4号端口、LMZ10501芯片一的6号端口、电容2Cout的一端连接并接地，所述电容2Cout的另一端分别与所述LMZ10501芯片一的3号端口、LMZ10501芯片一的5号端口、第一电源连接，所述LMZ10501芯片一的7号端口分别与所述电容2Cin的一端、第二电源连接，所述电容2Cin的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的带有多路输出功能的DC/DC转换器，其特征在于，所述1.8V输出电路包括：LMZ10501芯片二、电容3Cin、电阻3RT、电阻3RB、电容3Cvc、电容3Cout、第三电源、第四电源；所述LMZ10501芯片二的2号端口分别与所述电阻3RB的一端、电容3Cvc的一端、电阻3RT的一端连接，所述电阻3RT的另一端与所述LMZ10501芯片二的8号端口连接，所述电阻3RB的另一端、电容3Cvc的另一端分别与所述LMZ10501芯片二的4号端口、LMZ10501芯片二的6号端口、电容3Cout的一端连接并接地，所述电容3Cout的另一端分别与所述LMZ10501芯片二的3号端口、LMZ10501芯片二的5号端口、第三电源连接，所述LMZ10501芯片二的7号端口分别与所述电容3Cin的一端、第四电源连接，所述电容3Cin的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的带有多路输出功能的DC/DC转换器，其特征在于，所述2.5V输出电路包括：LMZ10501芯片三、电容4Cin、电阻4RT、电阻4RB、电容4Cvc、电容4Cout、第五电源、第六电源；所述LMZ10501芯片三的2号端口分别与所述电阻4RB的一端、电容4Cvc的一端、电阻4RT的一端连接，所述电阻4RT的另一端与所述LMZ10501芯片三的8号端口连接，所述电阻4RB的另一端、电容4Cvc的另一端分别与所述LMZ10501芯片三的4号端口、LMZ10501芯片三的6号端口、电容4Cout的一端连接并接地，所述电容4Cout的另一端分别与所述LMZ10501芯片三的3号端口、LMZ10501芯片三的5号端口、第五电源连接，所述LMZ10501芯片三的7号端口分别与所述电容4Cin的一端、第六电源连接，所述电容4Cin的另一端接地。