一种用于隔离电源的隔离变换器以及一种多输出隔离电源制造技术

技术编号:8242455 阅读:143 留言:0更新日期:2013-01-24 23:26
本发明专利技术涉及一种用于隔离电源的隔离变换器,包括:第一隔离变压器(T11);第二隔离变压器(T12);其中,所述第一和所述第二隔离变压器(T11,T12)的原边并联至相同的原边电压,并且所述第一和第二隔离变压器(T11,T12)的副边电压经整流后串联连接。这样能够降低对所涉及的电路元件的耐压要求,可以使用价格便宜,性能稳定的低压电路元件来代替价格昂贵,性能稳定性差的高压电路元件,由此在提高变换器的转换效率的同时,还提高了电路稳定性,降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于隔离电源的隔离变换器,以及一种同时提供至少两个供电电压的多输出隔尚电源。
技术介绍
在很多电路设计中,电路的某些部分的电源可能需要与电路的其他部分相隔离。常用隔离电源来满足这样的需求。另一方面,在实际应用中,经常需要同时为不同的电路器件提供不同的电源电压。目前,通常采用多输出隔离电源来提供不同电路元件所需要的供电电压。现有技术中的多输出隔离电源中使用的隔离变换器主要采用两种结构。一种采用多个隔离变换器Cil Cin分别与输入电压Vin连接,如图IA所示,各隔离变换器的输出 Vol Von分别为不同的电路元件提供所需要的供电电压。这种结构的转换效率高,但是由于隔离变换器的成本较高,采用多个隔离变换器无疑增加了隔离变换器的成本。现有技术中的另一种隔离变换器结构如图IB所示,采用一个隔离变换器Ci,将该隔离变换器的输出连接至总线电压,通过η个非隔离变换器Cl Cn分别将总线电压转换至各电路元件需要的供电电压Vol Von。这种结构由于仅采用了一个隔离变换器,降低了电路成本。然而,在实际应用中,多输出隔离电源需要同时提供的电压可能相差较大。例如多输出隔离电源可能需要同时为功率放大电路和数字电路供电,功率放大电路需要的供电电压往往较高,例如28V,而数字电路所需要的供电电压往往较低,例如5. 5V。这时采用图IB中示出的这种结构功率损耗较大。这是因为总线电压相对较高,在多输出隔离电源需要提供的电压较低时,在变换器两端的压差较大。例如当总线电压为36V时,如果变换器需要为数字电路提供5. 5V的工作电压,在变换器上产生的压降为30. 5V,由此产生较大的功率损耗。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种转换效率高,功率损耗小,并且生产成本低的隔离变换器。这将是非常有益的。根据本专利技术的一个方面,提供了一种用于隔离电源的隔离变换器,包括第一隔离变压器(Tll);第二隔离变压器(T12);其中,所述第一和所述第二隔离变压器(Tll,T12)的原边并联至相同的原边电压,并且所述第一和第二隔离变压器(Tll,T12)的副边电压经整流后串联连接。通过两个隔离变压器这样的连接,降低了对所涉及的电路元件的耐压要求,可以使用价格便宜,性能稳定的低压电路元件来代替价格昂贵,性能稳定性差的高压电路元件,由此降低了生产成本。进一步地,第一和第二隔离变压器(Tll,T12)的匝比相同。由此使得两个隔离变压器的EMI共模噪声相互抵消,从而不需要另外设置共模滤波电路,简化电路。根据本专利技术的另一个方面,提出了一种同时提供至少两个供电电压的多输出隔离电源,其中包括上述隔离变换器,第一和第二隔离变压器(Tll,T12)的副边电压经过整流之后的高电位(Voll,Vol2)分别连接至少一个变换器(Cl,Cnl,Cn2,Cn)的输入端。进一步地,所述至少两个供电电压包括第一电压和第二电压,其中,第一电压不大于第二电压的二分之一。在多输出隔离电源为所需供电电压较小的电路元件供电时,由于第一隔离变压器的副边电压较低,用第一隔离变压器的副边电压经过整流之后的高电位连接变换器的输入端,能够降低变换器两端的压降,从而减少在变换器上产生的功率损耗。附图说明 在下文中将参照以下附图通过例子更具体地描述本专利技术的优选实施例图IA和图IB示出了现有技术中使用两种多输出隔离电源的电路框图,图2示出了依据本专利技术的一个实施例的用于隔离电源的隔离变换器的电路框图,图3示出了包含图2中所示的隔离变换器的多输出隔离电源的一个电路框图,图4示出了包含图2中所示的隔离变换器的多输出隔离电源的另一个电路框图,图5中示出了图4中实施例的多输出隔离电源的更加具体的电路框图。具体实施例方式图2示出了依据本专利技术的一个实施例的用于隔离电源的隔离变换器的电路框图。图2中示出的MOS管M31、M32、M33、M34连接形成全桥逆变电路,将输入的直流电压Vin转换为交流电压,以用于变压器进行电压转换。隔离变换器包括第一隔离变压器Tll ;第二隔离变压器T12 ;其中,第一和第二隔离变压器TH、T12的原边并联至相同的原边电压,即输入电压经过逆变之后的电压。第一和第二隔离变压器T11、T12的副边输出的交流电压经过整流电路转换为直流电压。在这一实施例中,MOS管Mil、M12连接构成第一隔离变压器Tl I的整流电路,MOS管M21、M22连接构成第二隔离变压器T12的整流电路。能够理解的是,图2中的整流电路并不是唯一的实施方式,能够使用本领域技术人员所熟知的任何其他整流电路来代替图2中的整流电路。图2中的电感L11、L12和L21、L22起滤波作用,能够使输出电压平滑,应当理解,电感L11、L12和L21、L22对于本专利技术的理解和实施并不是必须的。第一和第二隔离变压器TH、T12的副边电压经整流后串联连接。具体地,在图2中,第一隔离变压器Tll副边电压经过整流之后的参考地为Ref GND_1,高电位为Voll。第二隔离变压器T12副边电压经过整流之后的参考地为Ref_GND 2,高电位为Vol2。Ref_GNDl与地相连接,Ref_GND 2与Voll相连接。通过两个隔离变压器Tll、T12这样的连接,使得整流电路中的电路元件所需要承受的压降降低。具体原因如下例如,当输入电压Vin经过逆变之后的电压峰值为72V时,假定占空比为O. 5,为了获得72V的输出电压,对于传统的仅包含一个隔离变压器的隔离变换器,可以使用例如匝比为I : 2的隔离变压器。这样,隔离变压器的副边电压连接的整流电路中使用的元器件需要承受的压降为144V,例如整流电路中的MOS管可能需要选用例如耐压200V的MOS管。然而如果使用图2所示的隔离变换器结构,在输入电压Vin经过逆变之后的电压峰值同样为72V且占空比为O. 5的情况下,为了获得72V的输出电压Vol2,采用两个匝比均为I : I的隔离变换器Tll和T12,Voll和Ref_GND I之间的压差以及Vol2和Ref_GND 2之间的压差仅为72V。因此整流电路中采用的MOS管M11、M12和M21、M22可以选用耐压IOOV的MOS管。由于耐压高的MOS管成本往往较高,而性能却可能不如耐压低的MOS管稳定,用耐压较低的MOS管代替耐压高的MOS管能够降低电路的成本,实现性价比的提高。能够理解的是,第一和第二隔离变压器Tll、T12采用相同的匝比使得两个隔离变压器的原边和副边EMI共模噪声相互抵消,从而不需要另外设置共模滤波电路,进一步简化电路。如果两个隔离变压器匝比不同,可能需要设置额外的共模滤波电路,但是仍然能够使用耐压较低的电路元件来代替耐压较高的电路元件,达到降低成本提高电路稳定性的效果。图3示出了一种包含图2中所示的隔离变换器的多输出隔离电源的电路框图。该多输出隔离电源同时提供Vol-Von共η个电压,其中η为大于等于2的正整数。图2中第一隔离变压器Tll的副边电压经过整流之后的高电位Voll连接变换器Cl-Cnl的输入端,第二隔离变压器Τ12的副边电压经过整流之后的高电位Vol2连接变换器Cn2-Cn的输入端。其中Cl-Cnl的输出Vol-Vonl用于为需要较大电源电压的电路部件供电,Cn2_Cn的输出Von2-Von用于为需要较小电源本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于隔离电源的隔离变换器,包括:第一隔离变压器(T11);第二隔离变压器(T12);其中,所述第一和所述第二隔离变压器(T11,T?12)的原边并联至相同的原边电压,并且所述第一和第二隔离变压器(T11,T12)的副边电压经整流后串联连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张峰
申请(专利权)人:阿尔卡特朗讯
类型:发明
国别省市:

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