具有欠压和限流保护的dc/dc电源模块的制作方法

文档序号:7448814
专利名称:具有欠压和限流保护的dc/dc电源模块的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种电源转换装置,尤其涉及一种适合于集中供电的系统中电路板级的电压转换具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块。
背景技术
在各种通信和工业控制系统中电路板的供电方式一般可以分为二种,一是根据电路板的要求配置具有各种电压的稳压电源;二是集中提供单一电源如单一24VDC,而各电路板上所需的各种电压则配置DC/DC电源模块来取得,因此DC/DC电源模块在通信和工业控制系统中得到广泛应用。而目前应用于这些系统的DC/DC电源模块,由于对性能及可靠性要求高,且要具备各种保护功能,大多采用集成电路,线路结构复杂,产品成本较高。

发明内容
为解决线路复杂,产品成本偏高的问题,本实用新型提出了一个结构简单,又具有必要保护功能的具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,该电源模块全部采用分立器件,双面贴片安装,采用铜外壳,专用灌封胶灌封,产品性能优良,干扰小,可靠性高,成本低。非常适合于通信及工业控制系统中电路板级电源转换。
本实用新型采取的技术措施是具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其特点是,包括浪涌抑制电路、输入滤波电路、反接保护电路、开关主电路、输出整流电路、输出滤波电路、低电压保护电路、驱动控制电路、过电流检测电路以及取样反馈电路;所述的浪涌抑制电路用于减少开机浪涌电流,其输出端与输入滤波电路的输入端连接;所述的输入滤波电路用于减少输入电压纹波和高频谐波,其输出端分别与反接保护电路和低电压保护电路的输入端连接;所述的反接保护电路用于防止输入反接造成电源模块损坏,其输出端与开关主电路的输入端连接;所述的低电压保护电路用于对电源模块进行欠压保护,其输出端与驱动控制电路的输入端连接;所述的开关主电路用于将输入的直流电转换成高频的交流电,其输出端分别与输出整流电路和过电流检测电路的输入端连接;所述的过电流检测电路用于防止输出电流过大而损坏所使用的电器,其输出端与驱动控制电路的输入端连接;所述的驱动控制电路的输出端与开关主电路的控制端连接;所述的输出整流电路的输出端与输出滤波电路的输入端连接;所述的输出滤波电路输出电源电压到用电器,同时将该电压输出到取样反馈电路的输入端;所述取样反馈电路用于对输出电压进行比较和误差放大,其输出端与驱动控制电路的输入端连接。
上述具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其中,所述的浪涌抑制电路由在电路的输入端串接的一大阻值电阻构成。
上述具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其中,所述的反接保护电路由一并联在电路输入端的二极管构成。
上述具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其中,所述的开关主电路主要由主变压器TR1A和串接在该变压器初级的开关管Q4构成。
上述具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其中,所述的低电压保护电路主要由电阻R2、R3、三极管Q1、并联在该三极管基极和集电极之间的稳压管D2、并联在该三极管集电极和发射极之间的稳压管D3、以及串接在该该三极管集电极的恒流管D11构成。
上述具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其中,所述的驱动控制电路主要由开关变压器副绕组TR1B、恒流管DI2、三极管Q2、Q3以及光电耦合管的输入部分U1B构成。
上述具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其中,所述的过电流检测电路主要由并联在三极管Q2的基极与开关变压器附绕组TR1B之间的稳压管D5构成。
上述具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其中,所述的取样反馈电路主要由光电耦合管的输出部分U1A和可编程稳压管U2构成。
由于本实用新型采用了以上的技术方案,因此效果是明显的1、线路结构简单,转换效率高;
2、在开关变压器上设置了一个付绕组,既实现了开关管的自激驱动,又实现了输出过电流保护;3、设有欠电压保护电路,在电源电压过低时关断开关管,保护电源模块不受损坏;4、采用比较简洁的线路结构,相对较低的产品成本,很好地解决了小功率DC/DC电源模块的性价比问题。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。


图1是本实用新型的电原理框图。
图2是本实用新型一实施例的电路原理图。
具体实施方式
请参阅图1。本实用新型具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,包括浪涌抑制电路1、输入滤波电路2、反接保护电路3、低电压保护电路4、开关主电路5、驱动控制电路6、过电流检测电路7、输出整流电路8、滤波电路9、以及取样反馈电路10。浪涌抑制电路1用于减少开机浪涌电流,其输出端与输入滤波电路的输入端连接;输入滤波电路2用于减少输入电压纹波和高频谐波,其输出端分别与反接保护电路3和低电压保护电路4的输入端连接;反接保护电路3用于防止输入反接造成电源模块损坏,其输出端与开关主电路5的输入端连接;低电压保护电路4用于对电源模块进行欠压保护,其输出端与驱动控制电路6的输入端连接;开关主电路5用于将输入的直流电转换成高频的交流电,其输出端分别与输出整流电路8和过电流检测电路7的输入端连接;过电流检测电路7用于防止输出电流过大而损坏所使用的电器,其输出端与驱动控制电路6的输入端连接;驱动控制电路6的输出端与开关主电路5的控制端连接;输出整流电路8的输出端与输出滤波电路9的输入端连接;输出滤波电路9输出电源电压到用电器,同时将该电压输出到取样反馈电路10的输入端;取样反馈电路10用于对输出电压进行比较和误差放大,其输出端与驱动控制电路6的输入端连接。
请参阅图2,这是本实用新型一实施例的电路原理图。
本实用新型具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块的各具体电路由图中虚线框内电路构成,其中浪涌抑制电路1由在电路的输入端串接的一热敏电阻R0构成,可以减小开机浪涌电流。
电感L1、电阻R1、电容C1、C2、C3、C4组成输入滤波电路2,其中,电容C1、C2、C3、C4为输入滤波电容。
反接保护电路3由一并联在电路输入端的二极管D1构成,防止输入反接造成电源模块损坏。
低电压保护电路4主要由电阻R2、R3、三极管Q1、并联在该三极管基极和集电极之间的稳压管D2、并联在该三极管集电极和发射极之间的稳压管D3、以及串接在该该三极管集电极的恒流管D11构成。
TR1为开关变压器,其主绕组TR1A和串接在该变压器初级的开关管Q4构成开关主电路5。
驱动控制电路6主要由电容C6、C7、C8、C9、二极管D6、D7、电阻R2、R7、R8、R9、R10、开关变压器副绕组TR1B、恒流管DI2、三极管Q2、Q3电阻R6、稳压二极管D5以及光电耦合管的输入部分U1B构成。作为开关主电路中开关管Q4的驱动电路。电路中恒流管DI2、电阻R11组成驱动控制电路的启动电路。
过电流检测电路7主要由并联在三极管Q2的基极与开关变压器附绕组TR1B之间的稳压管D5构成。
二极管D8、D9、D10为整流二极管构成输出整流电路8。
输出滤波电路9中L2、L3、L4为滤波电感;电容C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21为输出滤波电容;电阻R13为输出滤波电路的固定负载;L5为输出滤波电感。
可编程稳压管U2、光电耦合管的输出部分U1A、电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19以及电容C22组成电压取样反馈和稳压电路10。
图中P24为输入电压正极,G24为输入电压负极;P12为输出电压正极,G12为输出电压负极。
本实用新型的工作过程是在输入电压的正负极P24、G24两端加上24V直流电压,通过启动电路二极管DI2、电阻R11给开关管Q4提供启动电压,使开关管Q4导通,变压器TR1储能,同时在过电流保护电路的变压器副绕组TR1B上感应出3正、4负的电压,通过电容C6、电阻R7、二极管D6、光三极管U1B对电容C7充电。当电容C7上电压大于等于0.7V时,三极管Q2和Q3导通,将开关管Q4栅极接地,使Q4关断。此时在变压器TR1上产8正7负、5正6负的电压,通过二极管D8、D9、D10整流,经电容C14-电容C21、电感L5滤波变为平滑的5V直流电压,由电阻R17、R18组成输出电压采样,通过可编程稳压管U2、电容C22、电阻R14、R15、R16组成电压基准及误差放大电路进行比较和误差放大,通过U1反馈到输入侧的控制电路,改变Q4导通时间,保证输出电压稳定。
本实用新型由电阻R6、二极管D5组成过电流保护电路,其作用是当输出电流增大时变压器副绕组TR1B上感应电压增大,当感应电压增大到超过二极管D5稳压值时,TR1B通过电阻R6、二极管D5产生一电流支路,对电容C7充电,提前使三极管Q2、Q3导通,开关管Q4关断,使输出电压降低。
本实用新型由电阻R2、R3、二极管D2、D3、三极管Q1、恒流管DI1组成低电压保护电路,其作用是当输入电压过低时,三极管Q1导通,使恒流管DI1直接给电容C7充电,电容C7电压一直保持0.7V,三极管Q2、Q3导通,开关管Q4关断,电源模块处于欠压保护状态;当输入电压上升到正常值时,三极管Q1关断,电源模块恢复正常工作。
本实用新型线路结构简单,产品成本低。具有输出过电流保护、欠电压保护和转换效率高的优点。
权利要求1.具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其特征在于,包括浪涌抑制电路、输入滤波电路、反接保护电路、开关主电路、输出整流电路、输出滤波电路、低电压保护电路、驱动控制电路、过电流检测电路以及取样反馈电路;所述的浪涌抑制电路用于减少开机浪涌电流,其输出端与输入滤波电路的输入端连接;所述的输入滤波电路用于减少输入电压纹波和高频谐波,其输出端分别与反接保护电路和低电压保护电路的输入端连接;所述的反接保护电路用于防止输入反接造成电源模块损坏,其输出端与开关主电路的输入端连接;所述的低电压保护电路用于对电源模块进行欠压保护,其输出端与驱动控制电路的输入端连接;所述的开关主电路用于将输入的直流电转换成高频的交流电,其输出端分别与输出整流电路和过电流检测电路的输入端连接;所述的过电流检测电路用于防止输出电流过大而损坏所使用的电器,其输出端与驱动控制电路的输入端连接;所述的驱动控制电路的输出端与开关主电路的控制端连接;所述的输出整流电路的输出端与输出滤波电路的输入端连接;所述的输出滤波电路输出电源电压到用电器,同时将该电压输出到取样反馈电路的输入端;所述取样反馈电路用于对输出电压进行比较和误差放大,其输出端与驱动控制电路的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其特征在于,所述的浪涌抑制电路由在电路的输入端串接的一热敏电阻构成。
3.根据权利要求1所述的具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其特征在于,所述的反接保护电路由一并联在电路输入端的二极管构成。
4.根据权利要求1所述的具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其特征在于,所述的开关主电路主要由主变压器TR1A和串接在该变压器初级的开关管Q4构成。
5.根据权利要求1所述的具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其特征在于,所述的低电压保护电路主要由电阻R2、R3、三极管Q1、并联在该三极管基极和集电极之间的稳压管D2、并联在该三极管集电极和发射极之间的稳压管D3、以及串接在该该三极管集电极的恒流管D11构成。
6.根据权利要求1所述的具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其特征在于,所述的驱动控制电路主要由开关变压器副绕组TR1B、恒流管DI2、三极管Q2、Q3以及光电耦合管的输入部分U1B构成。
7.根据权利要求1所述的具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其特征在于,所述的过电流检测电路主要由并联在三极管Q2的基极与开关变压器附绕组TR1B之间的稳压管D5构成。
8.根据权利要求1所述的具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其特征在于,所述的取样反馈电路主要由光电耦合管的输出部分U1A和可编程稳压管U2构成。
专利摘要本实用新型具有欠压和限流保护的DC/DC电源模块,其特点是,包括浪涌抑制电路、输入滤波电路、反接保护电路、开关主电路、输出整流电路、输出滤波电路、低电压保护电路、驱动控制电路、过电流检测电路以及取样反馈电路;浪涌抑制电路、输入滤波电路、反接保护电路、开关主电路、输出整流电路、输出滤波电路顺序连接;低电压保护电路的输入端与输入滤波电路连接,其输出端与驱动控制电路连接;驱动控制电路的输入端还连接过电流检测电路以及取样反馈电路,其输出端与开关主电路连接;取样反馈电路的输入端与输出滤波电路连接。本实用新型线路结构简单,产品成本低。具有输出过电流保护、欠电压保护和转换效率高的优点。
文档编号H02M3/28GK2664278SQ200320109418
公开日2004年12月15日 申请日期2003年10月31日 优先权日2003年10月31日
发明者李培植 申请人:上海新华电子设备有限公司
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