一种自激振荡隔离正负电压输出变换器的制作方法

本实用新型涉及电源领域，具体涉及一种自激振荡隔离正负电压输出变换器。

背景技术：

隔离电源电路是电子系统中常用模块，传统的方案中，多采用 PWM 控制器芯片的开关电源，这种电路的特点是，电路结构比较复杂，而且成本比较高，一般应用在大功率的DC-DC 电源电路中；还有采用带变压器自激振荡的方案，传统的变压器自激振荡方案变压器设计比较复杂，而且使用的器件比较多，成本也比较高，而且还不能满足多路正负电压输出的要求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种自激振荡隔离正负电压输出变换器，本实用新型能够满足多路正负电压输出要求，具有成本低，可靠性高，稳定输出，器件简单，变压器 设计简单等特点，可广泛应用于需要隔离的通讯电路，开关量输入和输出电路、模拟量输入和模拟量输出电路中。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种自激振荡隔离正负电压输出变换器，包括自激振荡电路、具有两个初级绕组的变压器T1以及功率转换电路，所述功率转换电路包括和两个初级绕组一一对应的开关元件，所述两个初级绕组均一端和电源VCC相连、另一端依次通过对应的开关元件、自激振荡电路和电源VCC相连，所述自激振荡电路驱动两个开关元件交替导通构成推挽开关电路，所述变压器T1具有至少一个次级绕组单元，所述次级绕组单元的输出端分别连接有正负电压整流输出电路。

优选地，所述自激振荡电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3、三极管Q2和三极管Q4，所述电阻R1一端和电源VCC相连、另一端和三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R3和电源VCC相连，所述电阻R4一端和电源VCC相连、另一端和三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R2和电源VCC相连，电容C1并联布置在三极管Q2的集电极、三极管Q4的基极之间，电容C2并联布置在三极管Q2的基极、三极管Q4的基极之间，电容C3并联布置在三极管Q4的集电极、三极管Q2的基极之间，所述三极管Q2的集电极和一个开关元件的控制端相连，所述三极管Q4的集电极和另一个开关元件的控制端相连。

优选地，所述功率转换电路包括的两个开关元件为三极管Q3和三极管Q1，所述功率转换电路还包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10，所述三极管Q2的集电极通过电阻R5和三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极通过电阻R9接地，三极管Q3的基极通过电阻R6接地，三极管Q3的集电极和对应初级绕组的一个端子相连，所述三极管Q4的集电极通过电阻R7和三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极通过电阻R10接地，三极管Q1的基极通过电阻R8接地，三极管Q1的集电极和对应初级绕组的一个端子相连。

优选地，所述正负电压整流输出电路包括整流电路。

优选地，所述次级绕组单元包括具有共同端点的两个次级绕组，所述整流电路包括两个双向二极管、正极输出端子以及负极输出端子，所述两个次级绕组的共同端点接地、且另一端各连接有一个双向二极管，两个双向二极管均一个输出端和正极输出端子相连、另一个输出端和负极输出端子相连。

优选地，所述正负电压整流输出电路还包括滤波电路，所述滤波电路并联布置在整流电路的输出端。

优选地，所述滤波电路包括分别将正极输出端子以及负极输出端子接地的滤波电容。

和现有技术相比，本实用新型具有下述优点：

1、本实用新型包括自激振荡电路、具有两个初级绕组的变压器T1以及和两个初级绕组一一对应的开关元件，两个初级绕组均一端和电源VCC相连、另一端依次通过对应的开关元件、自激振荡电路和电源VCC相连，所述自激振荡电路驱动两个开关元件交替导通构成推挽开关电路，自激振荡电路为两个开关元件提供一个特定频率高低电压变换的驱动电路，驱动两个开关元件交替导通组成推挽开关电路，从而在次级绕组单元的输出端形成输出，本实用新型能够满足多路正负电压输出要求，具有成本低，可靠性高，稳定输出，器件简单，变压器 设计简单等特点，可广泛应用于需要隔离的通讯电路、开关量输入和输出电路、模拟量输入和模拟量输出电路中。

2、本实用新型变压器T1具有至少一个次级绕组单元，次级绕组单元的输出端分别连接有正负电压整流输出电路，次级绕组单元可以根据需要布置多个，且可以根据绕组线圈数量调整输出电压级别，满足多路输出、不同电压输出的要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的自激振荡隔离正负电压输出变换器包括自激振荡电路、具有两个初级绕组的变压器T1以及功率转换电路，功率转换电路包括和两个初级绕组一一对应的开关元件，两个初级绕组均一端和电源VCC相连、另一端依次通过对应的开关元件、自激振荡电路和电源VCC相连，自激振荡电路驱动两个开关元件交替导通构成推挽开关电路，通过该推挽开关电路能够在次级绕组单元的输出端形成输出，本实用新型能够满足多路正负电压输出要求，具有成本低，可靠性高，稳定输出，器件简单，变压器 设计简单等特点，可广泛应用于需要隔离的通讯电路，开关量输入和输出电路、模拟量输入和模拟量输出电路中。本实施例中，变压器T1具有两个次级绕组单元，次级绕组单元的输出端分别连接有正负电压整流输出电路。此外，变压器T1的次级绕组单元数量也可以根据需要进行调整，例如采用一个或者更多。

如图1所示，自激振荡电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3、三极管Q2和三极管Q4，电阻R1一端和电源VCC相连、另一端和三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R3和电源VCC相连，电阻R4一端和电源VCC相连、另一端和三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R2和电源VCC相连，电容C1并联布置在三极管Q2的集电极、三极管Q4的基极之间，电容C2并联布置在三极管Q2的基极、三极管Q4的基极之间，电容C3并联布置在三极管Q4的集电极、三极管Q2的基极之间，三极管Q2的集电极和一个开关元件的控制端相连，三极管Q4的集电极和另一个开关元件的控制端相连。上述结构能够实现自激振荡电路的自激振荡，自激振荡电路的振荡频率与电阻R2、电容C1、电阻R3和电容C3的大小有关，电阻R1、电阻R5、电阻R6、电阻R4、电阻R7和电阻R8为三极管Q1和三极管Q3提供一个偏置电压，从而使得自激振荡电路驱动两个开关元件交替导通构成推挽开关电路。

如图1所示，本实施例中功率转换电路包括的两个开关元件为三极管Q3和三极管Q1，功率转换电路还包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10，三极管Q2的集电极通过电阻R5和三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极通过电阻R9接地，三极管Q3的基极通过电阻R6接地，三极管Q3的集电极和对应初级绕组的一个端子相连，三极管Q4的集电极通过电阻R7和三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极通过电阻R10接地，三极管Q1的基极通过电阻R8接地，三极管Q1的集电极和对应初级绕组的一个端子相连。自激振荡电路与电阻R9（限流电阻）和电阻R10（限流电阻）构成功率转换电路。电阻R1、电阻R5、电阻R6、电阻R4、电阻R7和电阻R8分别用于给三极管Q3和三极管Q1提供偏置电压。本实施例中变压器T1的两个初级绕组包括：端点1和2之间的初级绕组L1-2，端点2和3之间的初级绕组L2-3，和两个初级绕组一一对应的开关元件为三极管Q3和三极管Q1具体是指三极管Q1和初级绕组L1-2对应，三极管Q3和初级绕组L2-3对应，本实施例中为了简化结构，两个初级绕组具有公共端点2，且公共端点2连接电源VCC，三极管Q1的集电极和初级绕组L1-2的端子1相连，三极管Q3的集电极和初级绕组L2-3的端子3相连。

本实施例中，正负电压整流输出电路包括整流电路。如图1所示，次级绕组单元包括具有共同端点的两个次级绕组，整流电路包括两个双向二极管、正极输出端子以及负极输出端子，两个次级绕组的共同端点接地、且另一端各连接有一个双向二极管，两个双向二极管均一个输出端和正极输出端子相连、另一个输出端和负极输出端子相连。以图1右上侧的次级绕组单元为例，该次级绕组单元包括具有共同端点9的两个次级绕组：端点8和9之间的次级绕组L8-9，端点9和10之间的次级绕组L9-10。整流电路包括两个双向二极管（D1和D2）、正极输出端子以及负极输出端子，两个次级绕组的共同端点9接地，次级绕组L8-9的另一个输出端（端点8）连接双向二极管D1，双向二极管D1一个输出端和正极输出端子相连、另一个输出端和负极输出端子相连；次级绕组L9-10的另一个输出端（端点10）连接双向二极管D2，双向二极管D2一个输出端和正极输出端子相连、另一个输出端和负极输出端子相连。

本实施例中，正负电压整流输出电路还包括滤波电路，滤波电路并联布置在整流电路的输出端，整流电路和滤波电路组成滤波储能输出电路。本实施例中，滤波电路包括分别将正极输出端子以及负极输出端子接地的滤波电容。以图1右上侧的次级绕组单元为例，该次级绕组单元的滤波电路包括分别将正极输出端子VO2+接地的滤波电容C4以及将负极输出端子VO2-接地的滤波电容C5。

本实施例的自激振荡隔离正负电压输出变换器的工作原理如下：自激振荡电路的振荡频率与电阻R2、电容C1、电阻R3和电容C3的大小有关，电阻R1、电阻R5、电阻R6、电阻R4、电阻R7和电阻R8为三极管Q1和三极管Q3提供一个偏置电压，自激振荡电路为三极管Q1和三极管Q3提供一个特定频率高低电压变换的驱动电路，三极管Q1和三极管Q3交替导通，组成推挽开关电路，导通时间与自激振荡频率有关。变压器次级通过双向二极管D1、双向二极管D2、双向二极管D3和双向二极管D4整流成正负电压，最后经过滤波电容C4、滤波电容C5、滤波电容C6和滤波电容C7滤波成稳定的输出电压，能够满足多路正负电压输出要求，具有成本低，可靠性高，稳定输出，器件简单，变压器 设计简单等特点，可广泛用于需隔离的通讯电路、开关量输入和输出电路、模拟量输入和模拟量输出电路中。而且，本实施例的自激振荡隔离正负电压输出变换器利用的器件非常少，电路结构比较简单而且成本很低，更适合应用于大批量的生产节省成本；如果需要更多路输出可以适当修改变压器绕组满足需求；输出电压可以接7815、7915、7805或者7905稳压器满足+/-15V、+/-5V不同电压的需求，输出灵活，满足不同的需求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。