一種交流輸入多路隔離低功率輸出電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種交流輸入多路隔離低功率輸出電源，包括：輸入AC電壓模塊、雷擊浪涌保護(hù)電路模塊、EMI電路模塊、多繞組變壓器、多個(gè)整流濾波電路模塊以及多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換模塊；所述輸入AC電壓模塊、雷擊浪涌保護(hù)電路模塊、EMI電路模塊以及多繞組變壓器依次連接，所述多繞組變壓器的輸出端分別與各個(gè)整流濾波電路模塊的輸入端相連接，各個(gè)整流濾波電路模塊的輸出端分別與各個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸入端一一對(duì)應(yīng)連接。所述輸出電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省了輸入高壓整流橋、高壓開關(guān)MOS、PWMIC、高壓電容等器件的使用，大大降低了成本，且具有很高的輸出穩(wěn)壓精度，適合應(yīng)用于多種低功率多路輸出場(chǎng)合。
【專利說明】一種交流輸入多路隔離低功率輸出電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力應(yīng)用領(lǐng)域，具體為一種交流輸入多路隔離低功率輸出電源。

【背景技術(shù)】
[0002]在多路輸出低功率的應(yīng)用場(chǎng)合，為了實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)電源的多路輸出，目前主要的實(shí)現(xiàn)方案有以下幾種:1、采用反激式開關(guān)電源多路輸出，通過變壓器采用多個(gè)繞組設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，對(duì)各路外加電感，這種計(jì)算方法，取決于繞組漏感的精確度，對(duì)變壓器的設(shè)計(jì)和繞制方式要求很高，由于變壓器個(gè)體差異，無法保證漏感的具體數(shù)據(jù)，所以這種方式設(shè)計(jì)復(fù)雜，適用于對(duì)穩(wěn)壓精度要求不高的場(chǎng)合；2、采用外加DC/DC的方式，繞組輸出的電壓不穩(wěn)定，通過DC/DC轉(zhuǎn)換來保證最終的輸出穩(wěn)定性，這種方式增加了成本，降低了整個(gè)電源的效率；3、每路電壓均采用光耦反饋，多路輸出的光耦接收端串聯(lián)后給反饋，這種方式可以做到多路輸出隔離，但是這種方式需要針對(duì)每一路進(jìn)行反饋，整個(gè)控制上更加復(fù)雜，由于光耦接收端串聯(lián)，在反饋時(shí)，光耦工作在線性區(qū)，所以光耦接收端的兩端電壓有一定要求，而多路輸出就會(huì)受到限制，因?yàn)榉答伣邮斩说碾妷河邢拗?，光耦接收端電壓有限制，則導(dǎo)致光耦不可能多個(gè)串聯(lián)，所以這種方式，對(duì)于多路輸出的真正路數(shù)，實(shí)際上是有一定限制的。
[0003]而在多路隔離輸出電源中，常用的是反激或正激拓?fù)洌ㄟ^優(yōu)化變壓器設(shè)計(jì)，外部增加電感或增加DC/DC轉(zhuǎn)換等最終得到需要的電壓。在這個(gè)過程中，交叉調(diào)整率改善比較難，設(shè)計(jì)也比較復(fù)雜，如果要求多路隔離輸出，處理起來則更復(fù)雜。在多路輸出電壓的場(chǎng)合中，通常功率不大，但是要求多種輸出電壓，因此亟需一種簡(jiǎn)單的多路輸出電源，應(yīng)用于多路輸出電壓的場(chǎng)合，滿足實(shí)際需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開一種交流輸入多路隔離低功率輸出電源，其包括:輸入AC電壓模塊、雷擊浪涌保護(hù)電路模塊、EMI電路模塊、多繞組變壓器、多個(gè)整流濾波電路模塊以及多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換模塊；所述輸入AC電壓模塊、雷擊浪涌保護(hù)電路模塊、EMI電路模塊以及多繞組變壓器依次連接，所述多繞組變壓器的輸出端分別與各個(gè)整流濾波電路模塊的輸入端相連接，各個(gè)整流濾波電路模塊的輸出端分別與各個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸入端——對(duì)應(yīng)連接。
[0005]本發(fā)明的有益效果是通過直接在開關(guān)電源輸入端接入多繞組變壓器，將高壓交流電降低為低壓交流電，然后再整流濾波，經(jīng)過合適的DC/DC設(shè)計(jì)得到要求的輸出電壓；相比于常規(guī)的多路隔離輸出電源，所述交流輸入多路隔離低功率輸出電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)節(jié)省了輸入高壓整流橋、高壓開關(guān)MOS、PWM 1C、高壓電容等器件，大大降低了成本，且實(shí)現(xiàn)了多路隔離輸出，具有很高的輸出穩(wěn)壓精度，適合應(yīng)用于多種低功率多路輸出場(chǎng)合；而且由于電路設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)化，進(jìn)一步提高了電源供電的可靠性；并且所述交流輸入多路隔離低功率輸出電源的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以擴(kuò)展到其它的高壓交流輸入轉(zhuǎn)低壓直流、低功率的應(yīng)用場(chǎng)合，也可以包含高壓脈沖波形轉(zhuǎn)低壓直流、低功率電源，應(yīng)用非常廣泛。

[0006]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明所述交流輸入多路隔離低功率輸出電源的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明所述交流輸入多路隔離低功率輸出電源的電路圖；
圖3是本發(fā)明所述交流輸入多路隔離低功率輸出電源的實(shí)施例1的電路圖；
圖4是本發(fā)明所述交流輸入多路隔離低功率輸出電源的實(shí)施例2的電路圖。
[0008]

【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明公開一種交流輸入多路隔離低功率輸出電源，其包括:輸入AC電壓模塊、雷擊浪涌保護(hù)電路模塊、EMI電路模塊、多繞組變壓器、多個(gè)整流濾波電路模塊以及多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換模塊；所述輸入AC電壓模塊、雷擊浪涌保護(hù)電路模塊、EMI電路模塊以及多繞組變壓器依次連接，所述多繞組變壓器的輸出端分別與各個(gè)整流濾波電路模塊的輸入端相連接，各個(gè)整流濾波電路模塊的輸出端分別與各個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸入端一一對(duì)應(yīng)連接。
[0011]下面具體講述本發(fā)明所述的交流輸入多路隔離低功率輸出電源。
[0012]本發(fā)明中的輸入AC電壓模塊直接連接多繞組變壓器，經(jīng)過多繞組變壓器降壓后再整流，整流后的電壓比較低，作為DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸入，通過DC/DC轉(zhuǎn)換得到要求的電壓，根據(jù)最終輸出功率的要求，這里的DC/DC轉(zhuǎn)換模塊可以是LD0、三端穩(wěn)壓集成電路、DC/DC控制芯片轉(zhuǎn)換等等。多個(gè)繞組之間互相隔離，每個(gè)繞組均可根據(jù)最終電壓來設(shè)計(jì)匝數(shù)。與常規(guī)的開關(guān)電源設(shè)計(jì)相比，這里不再需要高壓整流橋、高壓開關(guān)MOS、PWM 1C、高壓電容等，在低功率多路輸出電壓應(yīng)用場(chǎng)合中，成本低廉，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，供電可靠。
[0013]如圖2所示，是本發(fā)明所述交流輸入多路隔離低功率輸出電源的具體實(shí)現(xiàn)的電路圖。圖2中輸入AC電壓模塊經(jīng)過保險(xiǎn)絲、雷擊浪涌保護(hù)電路模塊、EMI電路連接變壓器Tl，Tl是一個(gè)多繞組的變壓器，原邊一個(gè)繞組，副邊繞組個(gè)數(shù)由具體輸出電壓路數(shù)決定。副邊繞組后的電壓經(jīng)過整流橋、濾波電路，電壓變?yōu)橹绷麟妷?，作為DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸入，經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換后得到設(shè)計(jì)要求的電壓，整個(gè)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于變壓器的設(shè)計(jì)和整流濾波后與DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的配合。
[0014]實(shí)施例1
如圖3所示，將圖2中的DC/DC轉(zhuǎn)換模塊細(xì)化，則得到圖3的設(shè)計(jì)方案。輸入電壓經(jīng)過保險(xiǎn)絲Fl，M0V1、M0V2、M0V3和FGl (放電管)組成雷擊浪涌保護(hù)電路，Cl、L1、C2組成EMI電路。Tl是主變壓器，Tl-P是一次側(cè)繞組，Tl-Sl、T1-S2、Tl-SN是二次側(cè)輸出繞組，BDll和Cll組成繞組Tl-Sl的整流濾波電路，BD12和C12組成繞組T1-S2的整流濾波電路，BDlN和ClN組成繞組Tl-SN的整流濾波電路。R11、U11、R21、R31和C21組成VOUTl的DC/DC轉(zhuǎn)換電路，R12、U12、R22、R32 和 C22 組成 V0UT2 的 DC/DC 轉(zhuǎn)換電路，R1N、U1N、R2N、R3N 和 C2N組成VOUTN的DC/DC轉(zhuǎn)換電路。Ull、U12、UlN可以選擇可控精密穩(wěn)壓源，如TL431、AZ431等，每個(gè)二次側(cè)繞組經(jīng)整流濾波，DC/DC轉(zhuǎn)換輸出最終電壓。
[0015]下面以輸出VOUTl為例說明變壓器繞組設(shè)計(jì)，假定電源輸入電壓范圍是90VACT264VAC，VOUTl要求輸出電壓值為5V，輸出電流10mA，此時(shí)要求Cll上整流后的直流電壓值至少為5V，則整流前Tl-Sl繞組上的交流電壓為5V/1.4=3.57VAC，則理論匝比為90/3.75=24，，這是理論值，需要適當(dāng)提高整流濾波后的電壓值，因此匝比取20。90VACT264VAC輸入時(shí)，對(duì)應(yīng)到Tl-Sl的電壓為4.5VA(Tl3.2VAC,經(jīng)過整流濾波后的直流電壓為6.3V?18.48V,經(jīng)過Rll、UlU R21、R31和C21輸出5V，這里可以看出Rll兩端承受的電壓范圍是1.3V?13.48V，由于輸出電流10mA，則Rll電阻實(shí)際消耗的最小功率為
1.3X0.01=0.013W, Rll電阻實(shí)際消耗的最大功率為13.48X0.01=0.1348W。為了保證直流輸入電壓6.3^18.48V范圍內(nèi)，輸出電壓5V不變，輸出電流10mA，則Rll阻值最大選擇1.3/0.01=130歐。由此可知，Rll電阻可選130歐，1206封裝，此封裝對(duì)應(yīng)的電阻功率為
0.25ff0
[0016]實(shí)施例2
如圖4所示，將圖2中的DC/DC轉(zhuǎn)換模塊采用三端穩(wěn)壓集成電路替換，則可以得到圖4的設(shè)計(jì)方案。這里采用TA7805替代，實(shí)際上根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，在輸出電壓較小并且功率要求不高的情況下，DC/DC轉(zhuǎn)換模塊可以采用LD0，例如AMS1117。如果采用TA7805，輸入電壓范圍要求在7.(T25V，則要求繞組整理濾波后的直流電壓落在這個(gè)范圍之內(nèi)，因此可以設(shè)計(jì)變壓器匝比為15，同樣按照上述的原理分析，在90VACT264VAC輸入電壓范圍內(nèi)，經(jīng)過繞組整流后的直流電壓范圍是8.4V^24.64V，滿足TA7805要求的輸入電壓范圍。
[0017]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種交流輸入多路隔離低功率輸出電源,其特征在于,包括:輸入AC電壓模塊、雷擊浪涌保護(hù)電路模塊、EMI電路模塊、多繞組變壓器、多個(gè)整流濾波電路模塊以及多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換模塊；所述輸入AC電壓模塊、雷擊浪涌保護(hù)電路模塊、EMI電路模塊以及多繞組變壓器依次連接，所述多繞組變壓器的輸出端分別與各個(gè)整流濾波電路模塊的輸入端相連接，各個(gè)整流濾波電路模塊的輸出端分別與各個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸入端一一對(duì)應(yīng)連接。
【文檔編號(hào)】H02M7/219GK104242699SQ201410487998
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】李洪星, 朱雪華 申請(qǐng)人:蘇州弗萊希智能科技有限公司