專利名稱：一種寬電壓輸入高隔離穩壓輸出型dc／dc電源模塊的制作方法
技術領域：
一種寬電壓輸入高隔離穩壓輸出型DC/DC電源模塊，主要涉及針對線路板上分布式電源統中需要產生一個與輸入電源隔離轉換穩壓的電源的應用場合而設計的一種電源模塊。
背景技術：
目前，市場上的DC/DC轉換器電氣隔離能力較低，而一般不能直接使用，既使在常規電路圖也需要外圍元件相配合，而且一般不能夠實現寬電壓輸入，效率及可靠性低、隔離電壓不高、耐沖擊能力一般，抗干擾能力差、產品體積大、使用不方便。

發明內容
本發明的目的在于提供一種寬電壓輸入的具有較高電氣隔離能力的穩壓輸出型DC/DC電源模塊，本實用新型具有寬電壓輸入穩壓高精度輸出、抗干擾能力強、隔離電壓高等特點，并且其輸出電路具有自動恢復過載保護和短路保護功能。
為實現上述目的，如圖2所示，輸入Vin經過C3濾波后，由C2、R1、Q1、Q2及變壓器初級線圈形成的高頻電路(一般振蕩頻率80～200KHZ)，經B1電磁耦合后可產生多組隔離變換電壓，該電壓經DD1、DD2整流，C6、C7濾波電路后形成一個比較穩定的與原電源充分隔離的直流電源VD1，該電源經IC1穩壓后輸出具有過載和短路保護功能的VD2；為實現其較高的電氣隔離能力，只需用單個的DC-DC轉換器就可以允許在線路板布局中有幾種不同的電勢差，可以將輸出正極接輸入端地，輸出端的負極產生一個電源；由于輸出端與輸入端是隔離的。因此，輸出端的連接方式可以任意選定，例如一個附加一個單端連接線，可以在主電源之上再產生一組輸出或分出其它一些不同的直流電壓(參見圖3)；其濾波功能是這樣實現的，在對噪聲和紋波敏感的電路中，使用隔離型的DC-DC轉換器，在輸出端和輸入端使用無源的LC濾波網絡，可以減少紋波值；參見圖5，這種電路配置結構一般用于測量儀表、數據處理以及其它對噪聲敏感的電路中，這些電路中需要隔離負載和噪聲以防止從整機系統中將噪聲通過電源電路及地線傳入進來，通常DC-DC轉換器產生的噪聲為共模噪聲，不會對主系統的造成噪聲污染；一般來說，濾波電感的自諧振頻率要大大高于DC-DC轉換器的特性頻率，DC-DC轉換器的特性頻率典型值為100KHz，同時，電感的電流額定值也需要考慮，對于每一路輸出，在確保安全可靠工作的條件下，其濾波電容的最大值一般不應超過10uF；其過載保護功能是這樣實現的，在DC-DC轉換電路隔離、轉換、濾波、整流等功能實現后，通過接入一個含有嵌入式限流回路的穩壓IC(可以采用日本TOREX公司XC6203P系列IC)，即可實現對輸出電流的控制，從而使穩壓隔離輸出電路有自動恢復過載保護和短路保護的功能。


圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型的電路原理圖；圖3至圖17為本實用新型的實施例1原理示意圖；圖18為本實用新型的實施例2原理示意圖；圖19為本實用新型的實施例3原理示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，為本實用新型的電路原理圖，輸入Vin經過C3濾波后，由C2、R1、Q1、Q2及變壓器初級線圈形成的高頻電路(振蕩頻率80～200KHZ)，經B1電磁耦合后可產生多組隔離變換電壓，該電壓經DD1、DD2整流，C6、C7濾波電路后形成一個比較穩定的與原電源充分隔離的直流電源VD1，該電源經IC1穩壓后輸出具有過載和短路保護功能的VD2。
實施例1對于常規的電路中，可直接使用本實用新型所述的DC-DC轉換器，無需任何外圍元件，參見圖3、圖4所示，為基本的輸入輸出隔離，可以用于提供個簡單的隔離了的輸出電源，或產生不同電壓的供電線路，為實現其較高的電氣隔離能力，用單個的DC-DC轉換器就可以允許在線路板布局中有幾種不同的電勢差，將輸出正極接輸入端地，輸出端的負極產生一個電源，由于輸出端與輸入端是隔離的，輸出端的連接方式可以任意選定，例如附加一個單端連接線，可以在主電源之上再產生一組輸出或分出其它一些不同的直流電壓，參見圖5、圖6、圖7、圖8；一些對噪聲和紋波敏感的電路中，使用隔離型的DC-DC轉換器時，可在輸出端和輸入端使用無源的LC濾波網絡，以減少紋波值，參見圖9、圖10；本電路配置結構一般用于測量儀表、數據處理以及其它對噪聲敏感的電路中，為了獲得非常低的紋波值時，在DC-DC轉換器輸出端串聯一個電感器，這個輸出濾波電容的電容值可以增大，盡管使用串聯電感在電源接通瞬間時可以防止產生過大的電流，但在通常工作條件下，輸出電路對于過流乃至短路情況無保護功能，一旦過流或短路情況發生，該DC-DC轉換器的輸入端將會產生一個大的輸入電流，以便設法滿足輸出端的要求，如果這種情況沒有被糾正，那么最終導致轉換器過熱而燒毀，這里有幾種方法保護DC-DC轉換器在輸出端過載的時候不至于被損壞，最簡單的方法是串接一個保險絲，當然該保險絲要有足夠的容量，使其不至于被電源接通瞬間產生的涌浪電流燒毀，參見圖9、圖10，另一個簡單的電路就是加一個斷路器，參見圖11、圖12，如果在輸入端有智能功率管理系統，可以在輸入端串聯一個電阻(以取代串聯電感)并檢測通過其的電壓降，這樣，功率管理系統就可以起作用，相似的電路也可以用在輸出端，以檢測其輸出電路，但是，如果功率管理系統是在輸入端那一邊，檢測器需與功率控制器隔離，參見圖13、圖14、圖15、圖16、圖17、圖18、圖19；輸出端的串聯電阻的發熱情況可以用來指明過載情況及防止系統出現隔離障礙，將熱敏電阻或其它熱敏感裝置貼近串聯電阻，就可以檢測出過載情況，參見圖14、圖15、圖16；另外，為實現輸出穩壓及過壓保護電路功能，在其輸出端串接一個線性穩壓器，參見圖17。
實施例2如圖18所示，為本實用新型串聯連接示意圖；由于其輸出和輸出隔離，可以允許多個DC-DC轉換器輸出端串聯連接，此時只需將一個轉換器的輸出端正極連結另一個轉換器的負極即可，參見圖18，用這種方式可以產生一些非標準的電壓，當然，這時串聯后的總的輸出電流不能超過其中輸出電流能力最小的那個轉換器的電流值。
實施例3如圖19所示，為本實用新型并聯連接示意圖；當單個的DC-DC轉換器的輸出功率不能滿足要求時，我們可以將多個轉換器并聯起來使用，這樣可以獲得更大的輸出功率。
權利要求1.一種寬電壓輸入高隔離穩壓輸出型DC/DC電源模塊，主要包括寬電壓輸入電路、高隔離變換穩壓輸出電路，其特征是所述DC/DC轉換電路連接隔離電路，隔離電路與電源模塊的電源輸出端口相連。
2.一種寬電壓輸入高隔離穩壓輸出型DC/DC電源模塊，其特征是設有一組或多組高隔離的輸出E電源。
3.根據權利要求1所述的一種寬電壓輸入高隔離穩壓輸出型DC/DC電源模塊，其特征是多個DC/DC電源模塊可以采用串聯或并聯方式連接。
專利摘要一種寬電壓輸入高隔離穩壓輸出型DC/DC電源模塊，主要涉及電源系統中具有隔離轉換穩壓功能的電源模塊，目的在于提供一種寬電壓輸入的具有較高電氣隔離能力的穩壓輸出型DC/DC電源模塊，主要技術方案如下輸入Vin經過C1濾波后，連接由C2、R1、Q1等組成的高額振蕩電路，再連接電磁耦合電路B1，經由D1、D2等組成的整流電路，整流后連接由C3、C4組成的濾波電路，從而形成一個比較穩定的與原電源充分隔離的直流電源VD1，其連接IC1穩壓后輸出具有過載和短路保護功能的VD2。
文檔編號G05F1/46GK2730018SQ20042004285
公開日2005年9月28日 申請日期2004年2月25日 優先權日2004年2月25日
發明者于廣沅 申請人:于廣沅