一種直流等比例隔離電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種直流等比例隔離電源，包括非門RC多諧振蕩電路及其輸出端連接的至少一路隔離電路，每路隔離電路的輸出端均連接有對(duì)應(yīng)的輸出整流濾波電路；所述隔離電路包括順次連接的驅(qū)動(dòng)三極管和脈沖變壓器。本實(shí)用新型的直流等比例隔離電源與傳統(tǒng)的開關(guān)電源相比，本電路的輸出電壓與輸入電壓間沒有反饋電路，輸出電壓的大小取決于輸入電壓的大小及脈沖變壓器的變比；輸出的整流濾波電路是利用了前級(jí)開關(guān)電路的導(dǎo)通過程(正程)。該隔離電源的電路簡單，成本低，在輸出端負(fù)載電流從十幾mA到幾十mA間波動(dòng)的條件下，輸出電源電壓的波動(dòng)僅有零點(diǎn)幾伏，能夠很好的滿足直流電能表對(duì)電源的要求。
【專利說明】—種直流等比例隔離電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種直流等比例隔離電源。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的直流隔離電源一般采用反激式開關(guān)電源技術(shù)或自激振蕩式DC-DC變換技術(shù)。反激式開關(guān)電源技術(shù)可以獲得較好的輸出特性，但電路需要閉環(huán)反饋，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高。如圖1所示，該反激式開關(guān)電源電路主要由驅(qū)動(dòng)芯片U1、脈沖變壓器Tl、逆程整流二極管Dl?D3、濾波電容Cl?C3、基準(zhǔn)穩(wěn)壓源DWl及反饋采樣電路、光電耦合器01等構(gòu)成，其工作原理如下:驅(qū)動(dòng)芯片輸出一個(gè)由內(nèi)部信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生的、脈寬及頻率受反饋電壓控制的開關(guān)信號(hào)；驅(qū)動(dòng)芯片的開關(guān)信號(hào)輸出通過脈沖變壓器的耦合、變換，在開關(guān)變壓器二次側(cè)輸出，再經(jīng)過二極管整流、電容濾波，形成直流輸出；輸出的穩(wěn)定性依靠基準(zhǔn)穩(wěn)壓源及反饋采樣電路、光電耦合器等反饋給驅(qū)動(dòng)芯片來調(diào)節(jié)開關(guān)信號(hào)輸出，從而達(dá)到最終穩(wěn)定二次輸出的目的。但是對(duì)于需要兩組二次直流輸出的電路，由于兩組直流輸出相互隔離，其負(fù)載特性也不相同，因而只能采用一組輸出進(jìn)行反饋(圖中為DC 0UT1)，也只能保證這一組輸出的穩(wěn)定，另一組輸出(DC0UT2)的精度會(huì)較差。
[0003]如圖2所示為自激振蕩式DC-DC變換技術(shù)電路比反激式開關(guān)電源結(jié)構(gòu)圖，其電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但是缺點(diǎn)在于輸出特性較差，轉(zhuǎn)換效率較低。
[0004]在車載直流電子式電能表中，供電電源取自車輛本身的直流工作電源系統(tǒng)，而電能表中計(jì)量部分是與車輛的高壓電源直接相連接的，為了保證安全，電能表的電源輸入與電能表的主電路要求隔離；同時(shí)電能表的通訊電路也要求有一路單獨(dú)的隔離電源；電能表的電源消耗功率在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中有限制，因此電能表的電源要求轉(zhuǎn)換效率要高；電能表的電源功率消耗有較大的波動(dòng)范圍，因此要求電源的輸出特性要好；電能表行業(yè)目前的市場(chǎng)競(jìng)爭較為激烈，因此要求成本能夠控制的較低?；谏鲜鲆蛩兀箅娔鼙淼碾娫匆瑫r(shí)滿足雙路高隔離度輸出、高轉(zhuǎn)換效率、輸出特性好、低成本四項(xiàng)要求，以目前的電源技術(shù)方案非常困難。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種直流等比例隔離電源，以解決現(xiàn)有直流隔離電源多路輸出精度較差及轉(zhuǎn)換效率低的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種直流等比例隔離電源，包括非門RC多諧振蕩電路及其輸出端連接的至少一路隔離電路，每路隔離電路的輸出端均連接有對(duì)應(yīng)的輸出整流濾波電路；所述隔離電路包括順次連接的驅(qū)動(dòng)三極管和脈沖變壓器，所述非門RC多諧振蕩電路的輸出端用于與驅(qū)動(dòng)三極管的基極連接，驅(qū)動(dòng)三極管的發(fā)射極接地，其集電極用于與脈沖變壓器初級(jí)繞組的一端連接，脈沖變壓器初級(jí)繞組的另一端用于與輸入電源連接；脈沖變壓器的次級(jí)繞組的一端與對(duì)應(yīng)的輸出整流濾波電路的輸入端連接，另一端接地；所述輸出整流濾波電路的輸出端即為該隔離電源的電壓輸出端。[0007]所述非門RC多諧振蕩電路由三級(jí)反相器和電阻Rl、R2及電容Cl構(gòu)成，三級(jí)反相器的三個(gè)非門串接相連，電阻Rl的一端連接于第一個(gè)非門的輸入端，電阻R2的一端連接于第一個(gè)非門的和第二個(gè)非門之間，電容Cl的一端連接于第二個(gè)非門的輸出端，電阻Rl、R2及電容Cl的另一端短接。
[0008]所述非門RC多諧振蕩電路通過限流電阻連接到所述驅(qū)動(dòng)三極管的基極。
[0009]所述整流濾波電路包括整流二極管和濾波電容，所述整流二極管的陽極與脈沖變壓器的次級(jí)繞組連接，整流二極管的陰極通過濾波電容接地，且該整流二極管的陰極端即為該隔離電源的電壓輸出端。
[0010]本實(shí)用新型的直流等比例隔離電源與傳統(tǒng)的開關(guān)電源相比，本電路的輸出電壓與輸入電壓間沒有反饋電路，輸出電壓的大小取決于輸入電壓的大小及脈沖變壓器的變比；輸出的整流濾波電路是利用了前級(jí)開關(guān)電路的導(dǎo)通過程(正程)。該隔離電源的電路簡單，成本低，在輸出端負(fù)載電流從十幾HiA到幾十mA間波動(dòng)的條件下，輸出電源電壓的波動(dòng)僅有零點(diǎn)幾伏，能夠很好的滿足直流電能表對(duì)電源的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為反激式雙輸出開關(guān)電源；
[0012]圖2為自激型DC/DC變換隔離電源；
[0013]圖3為本實(shí)用新型的直流等比例隔離電源的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0015]如圖3所示為本實(shí)用新型直流等比例隔離電源實(shí)施例的電路圖，由圖可知，該電源包括非門RC多諧振蕩電路及其輸出端連接的兩路隔離電路，每路隔離電路的輸出端均連接有對(duì)應(yīng)的輸出整流濾波電路；隔離電路包括順次連接的驅(qū)動(dòng)三極管和脈沖變壓器，非門RC多諧振蕩電路的輸出端用于與驅(qū)動(dòng)三極管的基極連接，驅(qū)動(dòng)三極管的發(fā)射極接地，其集電極用于與脈沖變壓器初級(jí)繞組的一端連接，脈沖變壓器初級(jí)繞組的另一端用于與輸入電源VCC連接；脈沖變壓器的次級(jí)繞組的一端與對(duì)應(yīng)的輸出整流濾波電路的輸入端連接，另一端接地；所述輸出整流濾波電路的輸出端即為該隔離電源的電壓輸出端。
[0016]本實(shí)用新型的非門RC多諧振蕩電路通過限流電阻R3、R4分別連接到對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)三極管Q1、Q2的基極，該非門RC多諧振蕩電路由三級(jí)反相器ICl和電阻R1、R2及電容Cl構(gòu)成，三級(jí)反相器的三個(gè)非門串接相連，電阻Rl的一端連接于第一個(gè)非門的輸入端，電阻R2的一端連接于第一個(gè)非門的和第二個(gè)非門之間，電容Cl的一端連接于第二個(gè)非門的輸出端，電阻Rl、R2及電容Cl的另一端短接。
[0017]輸出整流濾波電路包括對(duì)應(yīng)的整流二極管Dl、D2和濾波電容C2、C3，整流二極管Dl、D2的陽極與對(duì)應(yīng)脈沖變壓器Tl、T2的次級(jí)繞組連接，整流二極管Dl、D2的陰極通過對(duì)應(yīng)的濾波電容C2、C3接地，且整流二極管的陰極端即為該隔離電源的電壓輸出端。
[0018]本實(shí)施例的這種非門RC多諧振蕩電路起振快，輸出穩(wěn)定，成本低廉；驅(qū)動(dòng)三極管QU Q2為普通的雙極型中功率三極管，其工作于開關(guān)狀態(tài)，因此損耗低，效率高；脈沖變壓器由高頻鐵氧體磁環(huán)繞制而成，具有體積小、損耗低的優(yōu)點(diǎn)；整流濾波電路的D1、D2為肖特基快速二極管，因?yàn)楣ぷ黝l率較高，所以電容C2、C3不必使用大容量電解電容，因此該部分電路具有壓降低、效率高、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
[0019]本實(shí)用新型的工作原理和過程如下:非門RC多諧振蕩電路產(chǎn)生的高頻振蕩信號(hào)直接控制后級(jí)驅(qū)動(dòng)三極管的開關(guān)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通時(shí)，輸入電源通過脈沖變壓器、三極管構(gòu)成通路，由于三極管是工作于開關(guān)狀態(tài)，此時(shí)輸入的電源電壓全加在脈沖變壓器的一次繞組上，因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)，在脈沖變壓器的二次會(huì)感應(yīng)出與一次輸入電壓成比例的一個(gè)電壓(二次感應(yīng)的電壓與一次輸入的電壓比值等于二次繞組與一次繞組的匝數(shù)比)。通過輸出端的肖特基二極管和電容對(duì)脈沖變壓器二次輸出的電壓進(jìn)行整流濾波，即可輸出對(duì)應(yīng)于輸入電源電壓的電壓輸出。
[0020]根據(jù)測(cè)試驗(yàn)證結(jié)果，本實(shí)用新型的直流等比例隔離電源的電路形式應(yīng)用于直流車載電子式電能表中，產(chǎn)品應(yīng)用情況良好，工作穩(wěn)定。
[0021]以上實(shí)施例僅用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想，不能以此限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的思想，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上所做的任何改動(dòng)，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種直流等比例隔離電源，其特征在于:包括非門Re多諧振蕩電路及其輸出端連接的至少一路隔離電路，每路隔離電路的輸出端均連接有對(duì)應(yīng)的輸出整流濾波電路；所述隔離電路包括順次連接的驅(qū)動(dòng)三極管和脈沖變壓器，所述非門RC多諧振蕩電路的輸出端用于與驅(qū)動(dòng)三極管的基極連接，驅(qū)動(dòng)三極管的發(fā)射極接地，其集電極用于與脈沖變壓器初級(jí)繞組的一端連接，脈沖變壓器初級(jí)繞組的另一端用于與輸入電源連接；脈沖變壓器的次級(jí)繞組的一端與對(duì)應(yīng)的輸出整流濾波電路的輸入端連接，另一端接地；所述輸出整流濾波電路的輸出端即為該隔離電源的電壓輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流等比例隔離電源，其特征在于:所述非門RC多諧振蕩電路由三級(jí)反相器和電阻R1、R2及電容Cl構(gòu)成，三級(jí)反相器的三個(gè)非門串接相連，電阻Rl的一端連接于第一個(gè)非門的輸入端，電阻R2的一端連接于第一個(gè)非門的和第二個(gè)非門之間，電容Cl的一端連接于第二個(gè)非門的輸出端，電阻Rl、R2及電容Cl的另一端短接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流等比例隔離電源，其特征在于:所述非門RC多諧振蕩電路通過限流電阻連接到所述驅(qū)動(dòng)三極管的基極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的直流等比例隔離電源，其特征在于:所述整流濾波電路包括整流二極管和濾波電容，所述整流二極管的陽極與脈沖變壓器的次級(jí)繞組連接，整流二極管的陰極通過濾波電容接地，且該整流二極管的陰極端即為該隔離電源的電壓輸出端。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK203827186SQ201420232602
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】都正周, 陳學(xué)良, 王軍, 盧利軍, 韓林峰, 王文浩, 賈海亮, 馮海舟, 張俊浩, 姜偉, 劉曉輝, 譚贛江, 姜延戰(zhàn) 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 許繼集團(tuán)有限公司, 河南許繼儀表有限公司