宽电压DC-DC多组隔离电源电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽电压ＤＣ－ＤＣ多组隔离电源电路，其特征在于包括：初级电源单元，用于将１０Ｖ－３０Ｖ的宽输入电源转换成５Ｖ电压；推挽电路，用于驱动电源隔离变压器；振荡电路，用于为推挽电路提供矩形振荡波；电源隔离变压器，完成变压器输入级与输出级的隔离并且传递能量；所述外部电源经过初级电源单元转换后，再经过推挽电路和电源隔离变压器后为模拟电压源转换单元和数字电源转换单元供电。该宽电压ＤＣ－ＤＣ电源电路降低了模块对供电电源的要求，内部通过隔离变压器分配出多组相互隔离的电源，根据次级的需要分配给数字电源和模拟电源。实现了电源相互之间的隔离，电源电路的稳定性得到了增强。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种DC-DC隔离电源电路，尤其涉及一种可实现分配出两组 相互隔离的电源，以用于数字和模拟供电的电源电路。
技术介绍
工业现场使用的产品通常会经受很大的干扰，尤其是电源线上会叠加高频率 的脉冲群，这对模块正常工作有很严重的影响。经常因为电源受到干扰，出现 死机，收发错误指令，模块损坏等问题。电源性能直接决定着产品的稳定性，特别是在工作环境环境比较苛刻的场 合，例如工控领域，汽车电子等。那么当前的解决办法主要以在电源电路上加 过压抑制器和过流抑制器等器件或装置，这些办法从一定程度上可以改善电源 的可靠性，但是不能解决各个功能模块电路之间互相干扰的问题。
技术实现思路
本技术针对以上问题的提出，而研制一种直接从电源的拓扑结构上改 进，采用多组隔离电源进行供电的DC-DC电源电路，通过对电源电路进行充分 的保护，可以保证模块在正常工作时有效地抑制干扰。本技术采用的技术 手段如下本设计的初级电源采用DC-DC芯片，实现10V-30V的宽电源电压输入，并加 入防脉冲群干扰保护电路，防反接电路，以及软启动电路。采用反向器与阻容 器件构成的多谐振荡电路，通过丽OS管构成的推挽电路驱动脉冲变压器的初级 线圈，从而在变压器的次级得到两组隔离电源。这样当初级电源受到外界干扰 时，由于次级电源与初级电源完全隔离，从而保证由次级电源供电的电路能够 正常工作。一种宽电压DC-DC多组隔离电源电路，其特征在于包括 初级电源单元，用于将10V-30V的宽输入电源转换成5V电压； 推挽电路，用于驱动电源隔离变压器； 振荡电路，用于为推挽电路提供矩形振荡波；电源隔离变压器，完成变压器输入级与输出级的隔离并且传递能量；所述外部电源经过初级电源单元转换后，再经过推挽电路和电源隔离变压 器后为模拟电压源转换单元和数字电源转换单元供电。 所述初级电源单元包括 宽电压输入单元为DC-DC转换器；防脉冲群电路，用于吸收电源波动或脉冲干扰叠加产生的瞬间脉冲； 防反接电路，用于防止电源反接上电；所述外部输入电源经过防脉冲群电路、防反接电路和宽电压输入单元后， 输入到推挽电路内。所述初级电源单元中的宽电压输入单元中的DC-DC转换器采用XL2576芯 片，另外，初级电源单元还包括软启动电路连接在防反接电路和宽电压输入单 元之间，由XL2576芯片的开关管脚0N/0FF配合电阻R17、电阻R18和电容C28构成。所述推挽电路包括矩形波传导单元和RCD吸收电路构成，其中矩形波传导 单元用于传导振荡波控制推挽电路的NMOS管在互补的时间导通；RCD吸收电路 用于吸收变压器的漏感尖峰。所述振荡电路为非门与阻容构成多谐振荡器。所述电源隔离变压器中的变压器采用初级一组，次级两组的绕法，且三者的匝数比为5: 8: 5。通过以上的技术方案可以了解，本技术同现有技术相比其优点是显而易见的。宽电压DC-DC电源电路降低了模块对供电电源的要求，内部通过隔离 变压器分配出多组相互隔离的电源，根据次级的需要分配给数字电源和模拟电 源。实现了电源相互之间的隔离，电源电路的稳定性得到了增强。另外，在进 行电磁兼容测试时，依据《试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.4-1998 idt IEC61000-4-4: 1995》的标准，此电源电路成功地通过了典 型工业级的测试。附图说明图l为本技术的结构框图2为本技术的具体实施例的电路原理图3为本技术的具体实施例的宽电压输入电路图4为本技术的具体实施例的多谐振荡器的电路图5为本技术的具体实施例的推挽电路的电路图；图6为本技术的具体实施例中的振荡电路产生振荡波形的示意图7为本技术的具体实施例中的RCD吸收电路吸收的漏感尖峰的示意图。具体实施方式如图l所示为该宽电压DC-DC多组隔离电源电路的结构框图，该电路包括 初级电源单元IO、推挽电路ll、振荡电路12以及电源隔离变压器13构成；其 中初级电源单元10用于将10V-30V的宽输入电源转换成5V电压，推挽电路11 用于驱动变压器隔离电路，振荡电路12为推挽电路提供矩形振荡波，电源隔离 变压器13对推挽电路输入的电压进行变压隔离。它的工作过程是外部电源经过 初级电源单元转换后，再经过推挽电路和电源隔离变压器后为模拟电压源转换 单元14和数字电源转换单元15供电(具体电路图如图2所示)。如图3所示具体实施例的宽电压输入电路图，所述初级电源单元10包括防 脉冲群电路101、防反接电路102和宽电压输入单元104。宽电压输入单元104 是DC-DC转换器，采用XL2576是DC-DC芯片，采用P丽的原理，内部振荡频率 为52KHz,选用输出5V电压的型号，芯片会根据输出反馈，自动调节P丽的占 空比，从而稳定电压。输入电压只要不高于芯片的最大输入电压，就可以使输 出稳定在5V。因此就实现了宽电压输入，根据工业场合的实际情况，常用电源 为12V、 24V直流稳压电源。因为此电路实现了 10V-30V的宽输入电源范围，这 样在电源线上叠加干扰导致电平不稳定时，模块依然能够正常工作。防脉冲群 电路101保险丝Fl与TVS管D2组成了防脉冲群电路，当电源波动或脉冲干扰 叠加在电源上时，TVS管可以起到吸收瞬间脉冲的作用。防反接电路102在电源 的输入端加D1管1N4007，其反向耐压1000V，当电源反接时，模块不能上电工 作，可以起到保护器件的作用，从而起到了防反接的作用。为了达到更佳的效 果，该单元中还包括软启动电路103软启动电路的设计依靠XL2576的开关管脚 ON/OFF实现，当ON/OFF管脚是低电平时，XL2576才能够正常工作。因为使用 此电路可以在上电瞬间ON/OFF为高电平，当电容完成充电以后，管脚电压降到 0N/0FF的有效电平以下，模块才能够正常启动。因此通过控制R17、 R18、 C28 的充电放电时间，就可以控制XL2576的启动时间，使得其延时一段时间上电。 如果去掉软启动电路，由于XL2576上电瞬间需要大电流才能启动，因此当多个 模块同时启动时，会加重电源上电瞬间的输出负担。通过这个软启动电路，利 用XL2576的启动门槛电压V0、电容C28的容值和电阻R17、 R18阻值存在的差5异性，使得每个的启动时间有一定的先后性，进而降低了上电瞬间对供电电源 瞬间输出功率的要求。如图5具体实施例的推挽电路的电路图，该推挽电路11包括矩形波传导电路111和RCD吸收电路112。其中矩形波传导电路111， V4为多谐振荡器输出的 矩形波，由于U5F的作用，上下两个支路的矩形波刚好倒向。经过由R7、 C7构 成高通滤波器后，再经过非门整形控制丽0S管Ql、 Q2的导通与关断。其中高 通滤波器的电阻，可以在上电瞬间将U5A、 U5B的输入拉高，保证V6、 V8点为 低电平，Ql、 Q2管同时关断。等待矩形波稳定建立后，才开始交替导通画OS管， 控制变压器传递能量。由于变压器不是理想变压器，且存在漏感，故设置一个 RCD吸收电路112，在一个丽OS管开始导通而另一个丽OS管截止瞬间，在截止 的丽OS管漏极电流Id下降的时间段tf内，由于漏感的作用，使得截止管的漏 极会有一个尖峰脉冲，其尖峰幅值高低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽电压ＤＣ－ＤＣ多组隔离电源电路，其特征在于包括：　初级电源单元，用于将１０Ｖ－３０Ｖ的宽输入电源转换成５Ｖ电压；　推挽电路，用于驱动电源隔离变压器；　振荡电路，用于为推挽电路提供矩形振荡波；　电源隔离变压器，完 成变压器输入级与输出级的隔离并且传递能量；　所述外部电源经过初级电源单元转换后，再经过推挽电路和电源隔离变压器后为模拟电压源转换单元和数字电源转换单元供电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：仲崇权，袁晓峰，张栋，安飏，刘克远，
申请(专利权)人：大连理工计算机控制工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]