隔离电路及开关电源的制作方法

本发明涉及电源电路技术领域，特别是涉及隔离电路及开关电源。

背景技术：

开关电源现已经广泛使用在电子类产品中，它以效率高、体积小、重量轻、功耗低等特点广泛使用在电子产品电源中。但由于各类产品的差异化，往往需要两组或两组以上的隔离电源来给内部电路供电，通常是通过开关电源中的高频变压器绕组的方式来进行电源的管理分配。

但是通过高频变压器的实现隔离电源会受到产品结构、体积、PCB布局等因素的影响。由于高频变压器引脚数量的受限时，其要达到隔离电源的数量，往往需要在高频变压器上进行飞线，其飞线的设计会对产品的电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)和电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)设计产生一定的影响，比如太长的飞线会使产品的电磁干扰辐射骚扰增大，甚至会超过电子产品电磁干扰规定范围，影响产品的性能。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可以减少高频变压器绕组数量，且提高电磁辐射抗干扰性的隔离电路和开关电源。

一种隔离电路，连接于直流电源的输出端，包括：

直流电源转换模块，包括压降单元和第一电感，所述开关电源、压降单元、第一电感依次电连接，用于将所述直流电源输出的直流电压信号降压并输出第一直流信号；

共模电感模块，用于输出与所述第一直流信号隔离的第二直流信号；所述共模电感模块包括用于隔离的共模电感和整流单元，所述共模电感的第一输入端与所述第一电感的第一端连接，所述共模电感的第二输入端与所述第一电感的第二端连接；所述共模电感的第一输出端经所述整流单元与负载连接，所述共模电感的第二输出端接地。

上述隔离电路，连接于直流电源的输出端，通过设置直流电源转换模块的压降单元和第一电感，可输出降压后的第一直流信号。通过在第一电感上并联共模电感以及与共模电感第一输出端连接的整流单元，利用共模电感两路之间的电磁转换可输出与第一直流信号隔离的第二直流信号，从而达到两路电源隔离绝缘的目的。通过直流电源的输出端串接上述隔离电路，可以减少高频变压器上的绕组数量，还可以提高电磁辐射抗干扰的通过率，从而使产品设计更加方便、灵活、可靠。

在其中一个实施例中，所述压降单元为DC-DC压降芯片。

在其中一个实施例中，所述直流电源转换模块还包括第一二极管，所述第一二极管的阴极分别与所述压降单元、第一电感的第一端连接，所述第一二极管的阳极接地。

在其中一个实施例中，所述第一二极管为续流二极管。

在其中一个实施例中，所述整流单元为整流二极管，所述整流二极管的阳极与所述共模电感的第一输出端连接，所述整流二极管的阴极与负载连接。

在其中一个实施例中，所述共模电感模块还包括电解电容，所述电解电容的正极与所述整流二极管的阴极连接；所述电解电容的负极与所述共模电感的第二输出端连接。

在其中一个实施例中，所述共模电感模块还包括稳压二极管，所述稳压二极管的阴极分别与所述整流二极管的阴极、电解电容的正极连接，所述稳压二极管的阳极与所述共模电感的第二输出端连接。

在其中一个实施例中，所述共模电感模块还包括滤波电容，所述滤波电容串接在所述共模电感的第一输出端与第二输出端之间。

此外，还提供一种开关电源，包括直流电源、高频变压器，所述直流电电源与所述高频变压器连接，还包括上述的隔离电路，所述隔离电路与所述高频变压器的至少一路输出端连接。

附图说明

图1为一实施例中隔离电路的电路框架图；

图2为一实施例中隔离电路的电路原理图；

图3为一实施例中开关电源的框架图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1为一实施例中隔离电路的电路框架图；图2为一实施例中隔离电路的电路原理图。一种隔离电路，连接于直流电源的输出端，包括直流电源转换模块110和共模电感模块120。其中，直流电源转换模块110包括依次电连接压降单元111和第一电感L1，可以将直流电源输出的直流电压信号降压并输出第一直流信号。共模电感模块120，用于输出与第一直流信号隔离的第二直流信号；共模电感模块120包括共模电感L2和整流单元121，共模电感L2的第一输入端(1)与第一电感L1的第一端连接，共模电感L2的第二输入端(2)与第一电感L1的第二端连接；共模电感L2的第一输出端经整流单元121与负载连接，即可输出第二直流信号。

通过在第一电感L1上并联共模电感L2，利用共模电感L2的电磁转换的隔离特性，以及与共模电感L2的第一输出端连接的整流单元121即可输出与第一直流信号隔离的第二直流信号，从而达到两路直流信号隔离绝缘的目的。通过将上述隔离电路串接在直流电源的输出端，就可以减少高频变压器上的绕组数量，还可以提高电磁辐射抗干扰的通过率，从而使产品设计更加方便、灵活、可靠。

在一实施例中，压降单元111为DC-DC压降芯片U1。DC-DC压降芯片U1输入端(VIN引脚)与直流电源的输出端连接，接收来12V直流电压信号，经DC-DC压降芯片U1的转换，通过一输出端(CB引脚)输出5.7V直流电压信号。

第一电感L1与DC-DC压降芯片U1的输出端(CB引脚)连接，当转换芯片输出一定频率且不连续的电流时，根据电感的输入、输出端的电流不会产生突变，即使，当转换芯片突然断开，其电感中的电流仍然后继续输出，即可持续输出5.7V直流电压信号，也即第一直流信号。

在一实施例中，直流电源转换模块110还包括第一二极管D1，第一二极管D1的阴极分别与压降单元111(SW引脚)、第一电感L1的第一端连接，第一二极管D1的阳极接地。第一二极管D1为续流二极管，可以选择肖特基二极管或者快速恢复二极管。当负载的电流发生突变时，续流二极管可以起到平滑电流的作用。续流二极管靠近SW引脚设置，以减少开关尖峰。与第一二极管D1相连的还包括串联的功能性设计具有抗噪的第一电阻和第四电容，其第一二极管D1、第一电阻、第四电容构成续流电路。

共模电感L2中的整流单元121为整流二极管D2，整流二极管D2的阳极与共模电感L2的第一输出端连接，整流二极管D2的阴极与负载连接。利用二极管的单向导通特性来进行整流，使共模电感L2输出的交流电转换为直流电。

共模电感L2模块120还包括电解电容C1，电解电容C1的正极与整流二极管D2的阴极连接；电解电容C1的负极接地。

共模电感L2模块120中的共模电感L2左侧第一输入端(1)、第二输入端(2)与第一电感L1并联，根据电磁转换原理，共模电感L2中的能量会在磁场的作用下传递给右侧的电感，右侧的电感经整流二极管D2整流后，即可产生第二直流信号并通过第一输出端输出。其中，电流方向与同名端一致，电感中的能量存储在电解电容C1中，实现了一个周期的转换过程。利用共模电感L2的隔离特性，可输出一种与第一直流信号隔离的第二直流信号，实现了输出隔离的直流电源的目的。

共模电感L2模块120还包括稳压二极管D3，稳压二极管D3的阴极分别与整流二极管D2的阴极、电解电容C1的正极连接，稳压二极管D3的阳极接地。稳压二极管D3又叫齐纳二极管，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变，起稳压作用。

共模电感L2模块120还包括滤波电容C2，滤波电容C2串接在共模电感L2的第一输出端与第二输出端之间。其第二直流信号经滤波电容C2滤除杂散频率信号后输出给负载。

一种开关电源，包括直流电源20、高频变压器30，直流电源20与高频变压器30连接，还包括上述隔离电路10，隔离电路10与高频变压器30的至少一路输出端连接。通过直流电源20的输出端串接上述隔离电路10，可以减少高频变压器30上的绕组数量，还可以提高电磁辐射抗干扰的通过率，从而使产品设计更加方便、灵活、可靠。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。