CN218449871U - 一种隔离式开关电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔离式开关电源电路，涉及开关电源技术领域，包括电源模块，用于供电；变压控制模块，用于DC‑DC变化并调节变压电路的副边绕组匝数；输出模块，用于输出处理；隔离反馈模块，用于隔离传输电压采样信息；隔离控制模块，用于对采样信息隔离传输并进行保护阈值和变压阈值比较，用于控制继电开关的工作。本实用新型隔离式开关电源电路采用线性光耦的次级反馈的控制方法进行隔离输出电压采样，并由稳压控制模块完成对输出电压的稳压调节，同时由隔离控制模块对输出的电压进行隔离阈值比较，做电压调节控制，方便调节输出电压的范围，同时预防由于短路或过载的原因，及时对电源电路进行保护控制。

Description

一种隔离式开关电源电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，具体是一种隔离式开关电源电路。

背景技术

现有隔离开关电源电路技术方案，对于输出电压或输出电流的控制，大多采用线性光耦的次级反馈的控制方法，该方法对开关电源中变压器制作要求较低，而且输出精度高，反应灵敏，因此这类的开关电源使用范围较为广泛，但是这类开关电源直接通过相关的控制器控制功率管电路的导通程度达到电压的调节功能，虽然控制器具有过流、过压等保护，但是当输出电压超出控制器的承受范围时，无法很好的改变输入电压，无法进行过载和短路保护，可能直接导致控制器的损坏，因此有待改进。

实用新型内容

基于此，本实用新型实施例提供一种隔离式开关电源电路，以解决无法进行过载和短路保护的问题。

为达到上述目的，本实用新型是这样实现的。

一种隔离式开关电源电路，该隔离式开关电源电路包括：电源模块，变压控制模块，输出模块，隔离反馈模块，隔离控制模块，稳压控制模块；

所述电源模块，用于提供所需电能；

所述变压控制模块，与所述电源模块连接，用于进行DC-DC变化，用于调节变压电路的副边绕组匝数；

所述输出模块，与所述变压控制模块连接，用于对所述变压控制模块输出的电能进行整流滤波处理并输出；

所述隔离反馈模块，与所述输出模块连接，用于对所述输出模块输出的电能进行电压采样并隔离传输采样信息；

所述隔离控制模块，与所述隔离反馈模块、变压控制模块和电源模块连接；用于对所述输出模块输出的电能进行电压采样并隔离进行保护阈值比较和变压阈值比较，用于控制所述电源模块的工作，用于控制所述变压控制模块额的工作；

所述稳压控制模块，与所述隔离反馈模块和变压控制模块连接，用于接收所述隔离反馈模块输出的采样信息并调节输入所述变压控制模块的原边绕组的电压。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型隔离式开关电源电路采用线性光耦的次级反馈的控制方法进行隔离输出电压采样，并由稳压控制模块完成对输出电压的稳压调节，反应敏捷且输出精度高，同时由隔离控制模块对输出的电压进行隔离阈值比较，对变压控制模块做进一步DC-DC调节控制，方便调节输出电压的范围，同时预防由于短路或过载的原因，导致的电压异常，及时对电源电路进行保护控制，提高对电能的转换效率，提高电路的安全系数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实例提供的一种隔离式开关电源电路的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的一种隔离式开关电源电路的电路图。

图3为本实用新型实例提供的隔离控制模块的连接电路图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1，请参阅图1，一种隔离式开关电源电路包括：电源模块1，变压控制模块2，输出模块3，隔离反馈模块4，隔离控制模块5，稳压控制模块6；

具体地，所述电源模块1，用于提供所需电能；

变压控制模块2，与所述电源模块1连接，用于进行DC-DC变化，用于调节变压电路的副边绕组匝数；

输出模块3，与所述变压控制模块2连接，用于对所述变压控制模块2输出的电能进行整流滤波处理并输出；

隔离反馈模块4，与所述输出模块3连接，用于对所述输出模块3输出的电能进行电压采样并隔离传输采样信息；

隔离控制模块5，与所述隔离反馈模块4、变压控制模块2和电源模块1连接；用于对所述输出模块3输出的电能进行电压采样并隔离进行保护阈值比较和变压阈值比较，用于控制所述电源模块1的工作，用于控制所述变压控制模块2额的工作；

稳压控制模块6，与所述隔离反馈模块4和变压控制模块2连接，用于接收所述隔离反馈模块4输出的采样信息并调节输入所述变压控制模块2的原边绕组的电压。

在具体实施例中，上述电源模块1为电路提供所需的直流电压，具体处理方式在此不做赘述。

在本实施例中，请参阅图2和图3，所述变压控制模块2包括第五电阻R5、第四电容C4、第一二极管D1、第一变压器W1；所述输出模块3包括第六电阻R6、第五电容C5、第二二极管D2、第六电容C6、输出端口；所述隔离控制模块5包括第一继电开关K1-1和第二继电开关K2-1；

具体地，所述第二继电开关K2-1的一端连接所述电源模块1，第二继电开关K2-1的另一端连接第五电阻R5的一端、第四电容C4的一端、第一变压器W1的原边第一端，第五电阻R5的另一端和第四电容C4的另一端均连接第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极连接第一变压器W1的原边第二端，第一变压器W1的副边第一端连接第二二极管D2的阳极并依次通过第六电阻R6和第五电容C5连接第二二极管D2的阴极、第六电容C6的一端和输出端口的第一端，第一变压器W1的副边第二端连接第一继电开关K1-1的第一不动端，第一继电开关K1-1的第二不动端连接第一比较器A1的副边第三端，第一继电开关K1-1的动端连接第六电容C6的另一端和输出端口的第二端。

在具体实施例中，上述第一继电开关K1-1为常闭开关；上述第五电阻R5、第四电容C4和第一二极管D1组成RCD吸收电路，吸收开关器件的瞬态电压；上述第六电阻R6、第五电容C5、第二二极管D2和第六电容C6用于对输出的电能进行整流、滤波处理。

进一步地，所述稳压控制模块6包括电压调节器U1、第一电容C1、第一电阻R1、第二电容C2、第三电容C3、第二电阻R2、第三电阻R3、第一功率管Q1、第四电阻R4；

具体地，所述电压调节器U1的第二端连接地端和所述电源模块1，电压调节器U1的第六端通过第二电阻R2连接第一功率管Q1的栅极，第一功率管Q1的漏极连接所述第一变压器W1的原边第二端，电压调节器U1的第八端连接第一电容C1并通过第一电阻R1连接电压调节器U1的第四端和第二电容C2的一端，电压调节器U1的第三端连接第三电容C3的一端并通过第三电阻R3连接第四电阻R4的一端和第一功率管Q1的源极，第四电阻R4的另一端、第三电容C3的另一端、电压调节器U1的第五端、第二电容C2的另一端和第一电容C1的另一端均接地。

在具体实施例中，上述电压调节器U1可选用UC3845芯片；上述第一功率管Q1可选用N沟道增强型MOS管；上述第四电阻R4为电流采样电阻，配合隔离反馈模块4为电压调节器U1提供采样电压和电流信息。

进一步地，所述隔离反馈模块4包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第七电容C7、第十电阻R10、第一光耦J1、调节器U2；

具体地，所述第七电阻R7的一端和第八电阻R8的一端均连接所述输出端口的第一端，第七电阻R7的另一端连接第一光耦J1的第一端并通过第九电阻R9连接第七电容C7的一端、调节器U2的阴极和所述隔离控制模块5，调节器U2的控制端连接第七电容C7的另一端、第十电阻R10的一端和第八电阻R8的另一端，调节器U2的阳极和第十电阻R10的另一端均接地，第一光耦J1的第三端连接所述电压调节器U1的第一端，第一光耦J1的第四端接地。

在具体实施例中，上述第八电阻R8和第十电阻R10组成电阻分压电路，进行电压采样；上述第九电阻R9、第七电阻R7、第七电容C7和调节器U2用于提供基准电压源；上述第一光耦J1可选用PC817光电耦合器进行采样信息的传输。

进一步地，所述隔离控制模块5还包括第二光耦J2、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第八电容C8、第一比较器A1、第十四电阻R14、第一继电器K1、第一开关管VT1、变压阈值；

具体地，所述第二光耦J2的第一端连接所述第一光耦J1的第二端，第二光耦J2的第二端连接所述调节器U2的阳极，第二光耦J2的第三端通过第十一电阻R11连接电源模块1、第十四电阻R14的一端和第一继电器K1的一端，第二光耦J2的第四端连接第十二电阻R12的一端、第八电容C8的一端和第一比较器A1的同相端，第一比较器A1的反相端连接变压阈值，第一比较器A1的输出端连接第十四电阻R14的另一端和第一开关管VT1的基极，第一开关管VT1的发射极、第十二电阻R12的另一端和第八电容C8的另一端均接地，第一开关管VT1的集电极连接第一继电器K1的另一端。

在具体实施例中，上述第二光耦J2可选用PC817光电耦合器；上述第一比较器A1可选用LM393比较器；上述第一开关管VT1可选用NPN型三极管；上述第一继电器K1用于控制上述第一继电开关K1-1的工作。

进一步地，所述隔离控制模块5还包括第二比较器A2、保护阈值、第十三电阻R13、第二继电器K2、第二开关管VT2；

具体地，所述第二比较器A2的同相端连接所述第二光耦J2的第四端，第二比较器A2的反相端连接保护阈值，第二比较器A2的输出端连接第十三电阻R13的一端和第二开关管VT2的基极，第二开关管VT2的集电极通过第二继电器K2连接第十三电阻R13的另一端和所述电源模块1，第二开关管VT2的发射极接地。

在具体实施例中，上述第二比较器A2可选用LM393比较器；上述第二继电器K2用于控制上述第二继电开关K2-1的工作；上述第二开关管VT2可选用NPN型三极管。

本实用新型一种隔离式开关电源电路，由电源模块1提供所需的电能，并触发稳压控制模块6中电压调节器U1的工作，使得电压调节器U1驱动第一功率管Q1的导通，使得第一变压器W1对输入的电能进行DC-DC变化，并由输出模块3进行整流滤波处理，由隔离反馈模块4对输出模块3输出的电能进行电压采样，通过调节器U2为第一光耦J1和第二光耦J2提供基准电压源，采样的电压信号通过第一光耦J1传输给电压调节器U1，由调节器U2输出不同占空比的脉冲信号，改变第一功率管Q1的导通角，以便达到调节第一变压器W1的输出电压，同时由第二光耦J2将采样的电压信号传输给第一比较器A1和第二比较器A2，当采样信号超过变压阈值时，第一比较器A1触发第一开关管VT1导通，第一继电器K1的第二不动端和动端相连，增加第一变压器W1的副边匝数，调节输出电压，如果输出的电压超过保护阈值时，直接由第二继电器K2控制第二继电开关K2-1断开，断开电源模块1，电路停止工作。

该隔离式开关电源电路采用线性光耦的次级反馈的控制方法进行隔离输出电压采样，并由稳压控制模块6完成对输出电压的稳压调节，反应敏捷且输出精度高，同时由隔离控制模块5对输出的电压进行隔离阈值比较，对变压控制模块2做进一步DC-DC调节控制，方便调节输出电压的范围，同时预防由于短路或过载的原因，导致的电压异常，及时对电源电路进行保护控制，提高对电能的转换效率，提高电路的安全系数。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种隔离式开关电源电路，其特征在于，

该隔离式开关电源电路包括：电源模块，变压控制模块，输出模块，隔离反馈模块，隔离控制模块，稳压控制模块；

所述电源模块，用于提供所需电能；

所述变压控制模块，与所述电源模块连接，用于进行DC-DC变化，用于调节变压电路的副边绕组匝数；

所述输出模块，与所述变压控制模块连接，用于对所述变压控制模块输出的电能进行整流滤波处理并输出；

所述隔离反馈模块，与所述输出模块连接，用于对所述输出模块输出的电能进行电压采样并隔离传输采样信息；

所述隔离控制模块，与所述隔离反馈模块、变压控制模块和电源模块连接；用于对所述输出模块输出的电能进行电压采样并隔离进行保护阈值比较和变压阈值比较，用于控制所述电源模块的工作，用于控制所述变压控制模块额的工作；

所述稳压控制模块，与所述隔离反馈模块和变压控制模块连接，用于接收所述隔离反馈模块输出的采样信息并调节输入所述变压控制模块的原边绕组的电压。

2.根据权利要求1所述的一种隔离式开关电源电路，其特征在于，所述变压控制模块包括第五电阻、第四电容、第一二极管、第一变压器；所述输出模块包括第六电阻、第五电容、第二二极管、第六电容、输出端口；所述隔离控制模块包括第一继电开关和第二继电开关；

所述第二继电开关的一端连接所述电源模块，第二继电开关的另一端连接第五电阻的一端、第四电容的一端、第一变压器的原边第一端，第五电阻的另一端和第四电容的另一端均连接第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接第一变压器的原边第二端，第一变压器的副边第一端连接第二二极管的阳极并依次通过第六电阻和第五电容连接第二二极管的阴极、第六电容的一端和输出端口的第一端，第一变压器的副边第二端连接第一继电开关的第一不动端，第一继电开关的第二不动端连接第一比较器的副边第三端，第一继电开关的动端连接第六电容的另一端和输出端口的第二端。

3.根据权利要求2所述的一种隔离式开关电源电路，其特征在于，所述稳压控制模块包括电压调节器、第一电容、第一电阻、第二电容、第三电容、第二电阻、第三电阻、第一功率管、第四电阻；

所述电压调节器的第二端连接地端和所述电源模块，电压调节器的第六端通过第二电阻连接第一功率管的栅极，第一功率管的漏极连接所述第一变压器的原边第二端，电压调节器的第八端连接第一电容并通过第一电阻连接电压调节器的第四端和第二电容的一端，电压调节器的第三端连接第三电容的一端并通过第三电阻连接第四电阻的一端和第一功率管的源极，第四电阻的另一端、第三电容的另一端、电压调节器的第五端、第二电容的另一端和第一电容的另一端均接地。

4.根据权利要求3所述的一种隔离式开关电源电路，其特征在于，所述隔离反馈模块包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第七电容、第十电阻、第一光耦、调节器；

所述第七电阻的一端和第八电阻的一端均连接所述输出端口的第一端，第七电阻的另一端连接第一光耦的第一端并通过第九电阻连接第七电容的一端、调节器的阴极和所述隔离控制模块，调节器的控制端连接第七电容的另一端、第十电阻的一端和第八电阻的另一端，调节器的阳极和第十电阻的另一端均接地，第一光耦的第三端连接所述电压调节器的第一端，第一光耦的第四端接地。

5.根据权利要求4所述的一种隔离式开关电源电路，其特征在于，所述隔离控制模块还包括第二光耦、第十一电阻、第十二电阻、第八电容、第一比较器、第十四电阻、第一继电器、第一开关管、变压阈值；

所述第二光耦的第一端连接所述第一光耦的第二端，第二光耦的第二端连接所述调节器的阳极，第二光耦的第三端通过第十一电阻连接电源模块、第十四电阻的一端和第一继电器的一端，第二光耦的第四端连接第十二电阻的一端、第八电容的一端和第一比较器的同相端，第一比较器的反相端连接变压阈值，第一比较器的输出端连接第十四电阻的另一端和第一开关管的基极，第一开关管的发射极、第十二电阻的另一端和第八电容的另一端均接地，第一开关管的集电极连接第一继电器的另一端。

6.根据权利要求5所述的一种隔离式开关电源电路，其特征在于，所述隔离控制模块还包括第二比较器、保护阈值、第十三电阻、第二继电器、第二开关管；

所述第二比较器的同相端连接所述第二光耦的第四端，第二比较器的反相端连接保护阈值，第二比较器的输出端连接第十三电阻的一端和第二开关管的基极，第二开关管的集电极通过第二继电器连接第十三电阻的另一端和所述电源模块，第二开关管的发射极接地。

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