CN218276467U - 一种基于非隔离dc-dc变换器的隔离型dc-dc供电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于非隔离DC‑DC变换器的隔离型DC‑DC供电电路，包括非隔离型DC‑DC变换器、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、隔离变压器和整流滤波电路；非隔离型DC‑DC变换器包括电源输入引脚、开关输出引脚、反馈输入引脚和接地引脚；第二电阻跨接在反馈输入引脚和接地引脚之间；隔离变压器的输入绕组跨接在开关输出引脚和第一节点之间，第一节点通过第一电阻连接反馈输入引脚，通过第一电容连接第一参考地，且通过第二电容和电源输入引脚连接；隔离变压器包括一组或多组输出绕组，分别和一组整流滤波电路连接。在隔离型DC‑DC变换器价格高企时，本电路采用非隔离型的DC‑DC变换器进行外围线路改造来实现隔离电源的功能，可以有效降低电路成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及DC-DC变换器领域，尤其涉及一种基于非隔离DC-DC变换器的隔离型DC-DC供电电路。
背景技术
现有三相电逆变线路、大功率双向DC-DC转换线路中需要用到大量的隔离电源，用于给隔离驱动供电，传统的方式要么使用主控芯片控制，要么使用专用的隔离型DC-DC变换器，如美国TI的SN6501。使用主控芯片控制好处在于节约成本，带来的问题是，PCB布线很困难，且存在干扰问题；使用隔离型的电源管理芯片，则存在国产化低，成本较高的问题。基于以上原因，我们希望能用国产的非隔离型的DC-DC变换器进行外围线路改造来实现隔离电源的功能，以降低电路成本。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供一种基于低成本的非隔离DC-DC变换器的隔离型DC-DC供电电路，以提高国产化率、降低电路成本。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于非隔离DC-DC变换器的隔离型DC-DC供电电路，包括一非隔离型DC-DC变换器、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、隔离变压器和整流滤波电路；
所述非隔离型DC-DC变换器包括电源输入引脚、开关输出引脚、反馈输入引脚和接地引脚；所述第二电阻跨接在所述反馈输入引脚和所述接地引脚之间；
所述电源输入引脚用于连接输入直流电的正极；
所述隔离变压器的输入绕组跨接在所述开关输出引脚和第一节点之间，所述第一节点通过所述第一电阻连接所述反馈输入引脚，通过所述第一电容连接第一参考地，且通过所述第二电容和电源输入引脚连接；
所述接地引脚和所述第一参考地连接；
所述隔离变压器包括一组或多组输出绕组，每组输出绕组分别和一组整流滤波电路连接。
进一步的，所述非隔离型DC-DC变换器为同步降压型DC-DC变换器，且工作模式为FCCM。
进一步的，所述非隔离型DC-DC变换器还包括升压引脚，所述升压引脚通过第三电容连接到所述开关输出引脚。
进一步的，在所述第一电阻上并联第四电容，所述第四电容为高频电容。
进一步的，所述整流滤波电路包括半波整流滤波电路、全波整流滤波电路和桥式整流滤波电路。
进一步的，所述隔离型DC-DC供电电路还包括负压偏置电路，所述负压偏置电路包括一个电阻和一个稳压管，所述整流滤波电路为桥式整流滤波电路或全波整流滤波电路，所述桥式整流滤波电路或所述全波整流滤波电路的正输出端通过所述电阻和所述稳压管后连接到所述桥式整流滤波电路或所述全波整流滤波电路的负输出端，所述电阻和所述稳压管连接的第二节点和第二参考地连接，所述桥式整流滤波电路或所述全波整流滤波电路的负输出端和负电源的负极连接，所述桥式整流滤波电路或所述全波整流滤波电路的正输出端和正电源的正极连接，所述第二参考地和负电源的正极、正电源的负极连接。
本实用新型实现了如下技术效果：
在隔离型DC-DC变换器价格高企时，本实用新型的隔离型DC-DC供电电路采用非隔离型的DC-DC变换器进行外围线路改造来实现隔离电源的功能，可以有效降低电路成本。
附图说明
图1是一个较佳实施例的隔离型DC-DC供电电路的原理图；
图2是本实用新型采用的非隔离型DC-DC变换器的典型电路图；
图3是本实用新型的隔离型DC-DC供电电路的简化电路图；
图4是图3电路的测试点LX的波形图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
实施例1
本实用新型给出了一种基于非隔离型DC-DC变换器的隔离型DC-DC供电电路，如图1所示。在本实施例中，非隔离DC-DC变换器采用SM8102E，其典型电路如图2所示。非隔离DC-DC变换器SM8102E为同步降压型(buck类型)DC-DC变换器，包括电源输入引脚VIN、使能引脚EN、开关输出引脚LX和反馈输入引脚FB，LX输出三角波信号经电感L1、滤波电容Cout滤波后输出直流电Vout，同时LX输出信号经电感L1和电阻RH、RL组成的分压电路经反馈输入引脚FB输入反馈信号，以控制输出直流电Vout的电压和纹波。与SM8102E兼容的非隔离DC-DC变换器还很多，包括：SY8891EARC/SY8002E1ABC/SY8089E1AAC/SY8892EARC/SY8201CABC/SY8502AFCC/SY8120E1ABC/SY8121B1ABC/SY8113B1ADC/SY8113E1ADC/SY81003EADC/SQ28053QWC/SQ28906QDC/SQ28956WEQ/SQ27000SXC/SQ27000FCC等。
如图1所示，该隔离型DC-DC供电电路的输入端由非隔离型DC-DC变换器SM8102E、隔离变压器T1、电阻R1、R3、电容C1、C2、C6、C7、C9等组成；在输出端由整流管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、电容C3、C5、C8、C10、C12、C13、电阻R2、R6、稳压管D9、D10等组成。LX的输出直接连接隔离变压器T1的输入绕组，隔离变压器T1的输出绕组则连接整流滤波电路输出直流电。
电阻R1跨接在反馈输入引脚FB和地GND之间；电阻R3的一端和反馈输入引脚FB连接，电阻R3另一端所在节点通过电容C7和第一参考地连接，通过电容C9和输入直流电VCC连接，通过隔离变压器的输入绕组连接到开关输出引脚LX。在原非隔离DC-DC转换应用中，电容R1、R3分别对应电阻RL、RH构成分压电路，以输出反馈电压给反馈输入引脚FB。而在本应用中，则根据电源输入电压Vin配置R1、R3，使DC-DC变换器工作于50％占空比的状态。图3为根据DC-DC变换器内部构造简化的原理图，当DC-DC变换器的上管MOS1导通下管MOS2关断，隔离变压器T1正向传递能量，当DC-DC变换器的上管MOS1关断下管MOS2导通，隔离变压器T1负向传递能量，通过正反向能量交替传输，隔离变压器T1磁芯每个工作周期都可以得到复位。通过以上配置，可以得到图3中示波器检测点LX的电压波形，具体见图4。
在本实施例中，非隔离DC-DC变换器SM8102E包括升压引脚BS，通过电容C2和开关输出引脚LX连接。
在本实施例中，隔离变压器T1包括一个输入绕组T1_1和两个输出绕组T1_2、T1_3，在输出端的滤波整流电路中，由D1、D2、D3、D4和由D5、D6、D7、D8组成两组的桥式整流电路，通过R2、D9和R5、D10设置参考地及进行负压偏置，并经滤波电容C3、C5、C8、C10、C12、C13后输出Vout1+、Vout1-、Vout2+、Vout2-四组直流电。在其他实施例中，可根据需要更改隔离变压器T1的输入绕组和输出绕组的绕组数量及匝数比设置，输出一组、二组或多组直流电，且允许负电源的输出。
在具体应用中，整流滤波电路可以采用半波整流滤波电路(电路中使用一只整流二极管和滤波电容构成一组整流滤波电路)、全波整流电路(电路中使用两只整流二极管和滤波电容构成整流滤波电路)或桥式整流电路(电路中使用四只整流二极管和滤波电容构成一组整流滤波电路)。
本实用新型的技术效果：
在隔离型DC-DC变换器价格高企时，本实用新型的隔离型DC-DC供电电路采用非隔离型的DC-DC变换器进行外围线路改造来实现隔离电源的功能，可以有效降低电路成本。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于非隔离DC-DC变换器的隔离型DC-DC供电电路，其特征在于，包括非隔离型DC-DC变换器、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、隔离变压器和整流滤波电路；
所述非隔离型DC-DC变换器包括电源输入引脚、开关输出引脚、反馈输入引脚和接地引脚；所述第二电阻跨接在所述反馈输入引脚和所述接地引脚之间；
所述电源输入引脚用于连接输入直流电的正极；
所述隔离变压器的输入绕组跨接在所述开关输出引脚和第一节点之间，所述第一节点通过所述第一电阻连接所述反馈输入引脚，通过所述第一电容连接第一参考地，且通过所述第二电容和电源输入引脚连接；
所述接地引脚和所述第一参考地连接；
所述隔离变压器包括一组或多组输出绕组，每组输出绕组分别和一组整流滤波电路连接。
2.如权利要求1所述的基于非隔离DC-DC变换器的隔离型DC-DC供电电路，其特征在于，所述非隔离型DC-DC变换器为同步降压型DC-DC变换器，且工作模式为FCCM。
3.如权利要求1所述的基于非隔离DC-DC变换器的隔离型DC-DC供电电路，其特征在于，所述非隔离型DC-DC变换器还包括升压引脚，所述升压引脚通过第三电容连接到所述开关输出引脚。
4.如权利要求1所述的基于非隔离DC-DC变换器的隔离型DC-DC供电电路，其特征在于，在所述第一电阻上并联第四电容，所述第四电容为高频电容。
5.如权利要求1所述的基于非隔离DC-DC变换器的隔离型DC-DC供电电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括半波整流滤波电路、全波整流滤波电路和桥式整流滤波电路。
6.如权利要求5所述的基于非隔离DC-DC变换器的隔离型DC-DC供电电路，其特征在于，所述基于非隔离DC-DC变换器的隔离型DC-DC供电电路还包括负压偏置电路，所述负压偏置电路包括一个电阻和一个稳压管，所述整流滤波电路为桥式整流滤波电路或全波整流滤波电路，所述桥式整流滤波电路或所述全波整流滤波电路的正输出端通过所述电阻和所述稳压管后连接到所述桥式整流滤波电路或所述全波整流滤波电路的负输出端，所述电阻和所述稳压管连接的第二节点和第二参考地连接，所述桥式整流滤波电路或所述全波整流滤波电路的负输出端和负电源的负极连接，所述桥式整流滤波电路或所述全波整流滤波电路的正输出端和正电源的正极连接，所述第二参考地和负电源的正极、正电源的负极连接。
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