一种多路隔离输出的宽动态范围开关电源电路的制作方法

本发明涉及开关电源领域，具体涉及一种多路隔离输出的宽动态范围开关电源电路。

背景技术：

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

而随着通信技术的发展，当前通信终端类产品的通信方式越来越多，要求开关电源的输出电源的路数在两路以上，各路必须有很好的隔离并且要求各路输出电源的功率动态范围非常大；而四表集抄终端电源对电源的设计一般采用两种方式；第一种采用一路高压输入，通过一个AC/DC芯片和脉冲变压器，设计若干路隔离输出；第二种采用一路高压输入，通过若干个AC/DC芯片和脉冲变压器，设计若干路隔离输出；而采用第一种方式的缺点是若干路隔离输出的电源的动态范围、稳压精度都不够高，达不到应用要求；采用第二种方式虽然输出功率动态范围、输出电压的稳压精度会很好，但是电源的成本大大增加，影响了产品的竞争力。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提供一种采用一路高压输入，根据输出电压高低，采用逐级隔离降压模式，使得各路隔离电源具备良好的输出功率动态范围和输出电压的稳压精度的多路隔离输出的宽动态范围开关电源电路。

本发明通过以下技术方案实现：一种多路隔离输出的宽动态范围开关电源电路，其特征在于：包括依次连接的AC输入模块、整流模块、滤波模块、高压DC/DC变化模块和输出滤波模块，所述输出滤波模块直接连接至一级电源输出模块；所述输出滤波模块还连接至少一个低压DC/DC变换模块，所述每个低压DC/DC变换模块都连接一个电源输出模块；所述AC输入模块中在火线和零线的输入端并联有压敏电阻用于瞬间过压保护和防雷击；所述整流模块为桥式整流电路；所述滤波模块包括第二变压器、第二电阻、第五电阻、第五电容、第六电容；所述第二变压器的输出端一侧连接第二电阻的一端，所述第二电阻的一端还连接第五电容的一端，所述第五电容的一端还连接至高压DC/DC变化模块；所述第二电阻的另一端与第五电容的另一端相互连接，所述第二电阻的另一端还连接第五电阻的一端，所述第五电容的另一端还连接第六电容的一端，所述第二变压器的输出端另一侧、第五电阻的另一端和第六电容的另一端都接高压地；所述高压DC/DC变化模块包括高压DC/DC变换芯片、第三二极管、第五二极管、第一变压器、第十一电容、第十二电容、光耦、第六电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十三电容、第九二极管、第二十电阻，所述滤波模块中的第五电容的一端连接至高压DC/DC变化模块中的第三二极管的正极，所述第三二极管的正极还连接至第一变压器输入端的一侧，所述第一变压器输入端的另一侧连接至第五二极管的正极，所述第三二极管的负极和第五二极管的负极相互连接；所述第一变压器输入端的另一侧还连接至高压DC/DC变换芯片的第四引脚，所述高压DC/DC变换芯片的第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚都接高压地GH；所述高压DC/DC变换芯片的第二引脚串联第十一电容后接高压地，所述高压DC/DC变换芯片的第一引脚连接第十二电容的一端，所述第十二电容的另一端接高压地，所述第十二电容的一端还连接至光耦的第一引脚，所述光耦的第二引脚接高压地，所述光耦的第三引脚连接第九电阻的一端，所述光耦的第四引脚连接第九电阻的另一端，所述第九电阻的一端还连接至第六电阻的一端，所述第九电阻的另一端还连接第十三电容的一端，所述第十三电容的另一端连接第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端连接第八电阻的一端，所述第六电阻的另一端和第八电阻的另一端连接至输出滤波模块，所述第九电阻的另一端还连接第九二极管一端，所述第九二极管另一端连接第二十电阻的一端，所述第九二极管的中端连接至第二十电阻的另一端，所述第二十电阻的一端还接GND，所述第二十电阻的另一端还连接至第十电阻的一端，所述第一变压器输出端的一侧连接至输出滤波模块，所述第一变压器输出端的另一侧接GND；所述输出滤波模块包括第六二极管、第八电容、第七电容、第二电感、第九电容、第十电容；所述高压DC/DC变化模块中的第一变压器输出端的一侧连接至第六二极管的正极，所述第六二极管的负极连接第八电容的一端，所述第八电容的一端还连接至第七电容的一端，所述第八电容的另一端和第七电容的另一端接GND，所述第七电容的一端还连接第二电感的一端，所述第二电感的另一端连接至第九电容的一端，所述第九电容的一端还连接至第十电容的一端，所述第九电容的另一端和第十电容的另一端都接GND，所述第十电容的一端还连接至一级电源输出模块；所述低压DC/DC变换模块包括低压DC/DC变换芯片、第二十四电容、第十八电阻、第十六电容、第十三电阻、第十五电容、第十三二级管、第十六电阻、第十九电阻、第三变压器、第十四二极管、第二十一电阻、第十二二极管、第十七电容、第十九电容；所述低压DC/DC变换芯片的第十一引脚连接第二十四电容的一端，所述第二十四电容的另一端接GND，所述低压DC/DC变换芯片的第九引脚连接第十八电阻的一端，所述第十八电阻的另一端和低压DC/DC变换芯片的第一引脚、第二引脚、第十引脚、第四引脚、第十二引脚、第十五引脚都接GND，所述低压DC/DC变换芯片的第十一引脚接驱动电源，所述低压DC/DC变换芯片的第五引脚和第六引脚相互连接并且连接至输出滤波模块，所述低压DC/DC变换芯片的第五引脚还连接一级电源输出模块，所述低压DC/DC变换芯片的第五引脚还连接第十六电容的一端，所述第十六电容的另一端接GND，所述低压DC/DC变换芯片的第六引脚连接第十三电阻的一端，所述第十三电阻的一端还连接第十五电容的一端，所述第十三电阻的另一端和第十五电容的另一端相互连接并连接至第十三二极管的负极，所述第十三二极管的正极连接至低压DC/DC变换芯片的第十三引脚，所述低压DC/DC变换芯片的第十三引脚和第十四引脚相互连接，所述低压DC/DC变换芯片的第十四引脚还连接至第三变压器输入端的第二管脚，所述第十五电容的一端还连接至第三变压器输入端的第一管脚，所述第三变压器输入端的第三管脚接GND，所述低压DC/DC变换芯片的第八引脚连接第十九电阻的一端，所述第十九电阻的另一端接GND，所述第十九电阻的一端还连接第十六电阻的一端，所述第十六电阻的另一端连接第三变压器输入端的第四管脚，所述第十六电阻的另一端还连接第十四二极管的正极，所述第十四二极管的负极连接第二十一电阻的一端，所述第二十一电阻的另一端连接驱动电源；所述第三变压器输出端的第五管脚接低压地，所述第三变压器输出端的第六管脚连接第十二二极管的正极，所述第十二二极管的负极连接第十七电容的一端，所述第十七电容的一端还连接第十九电容的一端，所述第十七电容的另一端和第十九电容的另一端接低压地，所述第十九电容的一端还连接电源输出模块。

本发明通过一个高压DC/DC变化模块，根据输出电压高低，连接至少一个低压DC/DC变换模块，采用逐级隔离降压的模式，使得各路隔离电源具备很好的输出功率动态范围和输出电压的稳压精度；而且逐级隔离降压的模式还能使得输出电源获得良好的隔离度，防止受到干扰，并且采用价格低廉的低压DC/DC变换模块，降低了电源成本，减少了高压部分，缩减了PCB的面积，使得产品的体积更小。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：1）逐级隔离降压模式，保证与其连接的各路隔离电源具备很好的输出功率动态范围和输出电压的稳压精度；2）提高每个输出电源的隔离度，使得电源的稳定性提高，减少了干扰；3）使用价格低廉的低压DC/DC变换芯片，降低了成本。

附图说明

图1为本发明的框示示意图。

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式，对本发明作进一步描述。

见图1至图2，一种多路隔离输出的宽动态范围开关电源电路，其特征在于：包括依次连接的AC输入模块、整流模块、滤波模块、高压DC/DC变化模块和输出滤波模块，所述输出滤波模块直接连接至一级电源输出模块Vsys1；所述输出滤波模块还连接至少一个低压DC/DC变换模块，所述每个低压DC/DC变换模块都连接一个电源输出模块；所述AC输入模块中在火线和零线的输入端并联有压敏电阻RV1用于瞬间过压保护和防雷击；所述整流模块为桥式整流电路；所述滤波模块包括第二变压器T2、第二电阻R2、第五电阻R5、第五电容C5、第六电容C6；所述第二变压器T2的输出端一侧连接第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的一端还连接第五电容C5的一端，所述第五电容C5的一端还连接至高压DC/DC变化模块；所述第二电阻R2的另一端与第五电容C5的另一端相互连接，所述第二电阻R2的另一端还连接第五电阻R5的一端，所述第五电容C5的另一端还连接第六电容C6的一端，所述第二变压器T2的输出端另一侧、第五电阻R5的另一端和第六电容C6的另一端都接高压地GH；所述高压DC/DC变化模块包括高压DC/DC变换芯片N6、第三二极管VD3、第五二极管VD5、第一变压器T1、第十一电容C11、第十二电容C12、光耦E1、第六电阻R6、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十三电容C13、第九二极管VD9、第二十电阻R20，所述滤波模块中的第五电容C5的一端连接至高压DC/DC变化模块中的第三二极管VD3的正极，所述第三二极管VD3的正极还连接至第一变压器T1输入端的一侧，所述第一变压器T1输入端的另一侧连接至第五二极管VD5的正极，所述第三二极管VD3的负极和第五二极管VD5的负极相互连接；所述第一变压器T1输入端的另一侧还连接至高压DC/DC变换芯片N6的第四引脚，所述高压DC/DC变换芯片N6的第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚都接高压地GH；所述高压DC/DC变换芯片N6的第二引脚串联第十一电容C11后接高压地GH，所述述高压DC/DC变换芯片N6的第一引脚连接第十二电容C12的一端，所述第十二电容C12的另一端接高压地GH，所述第十二电容C12的一端还连接至光耦E1的第一引脚，所述光耦E1的第二引脚接高压地GH，所述光耦E1的第三引脚连接第九电阻R9的一端，所述光耦E1的第四引脚连接第九电阻R9的另一端，所述第九电阻R9的一端还连接至第六电阻R6的一端，所述第九电阻R9的另一端还连接第十三电容C13的一端，所述第十三电容C13的另一端连接第十电阻R10的一端，所述第十电阻R10的另一端连接第八电阻R8的一端，所述第六电阻R6的另一端和第八电阻R8的另一端连接至输出滤波模块，所述第九电阻R9的另一端还连接第九二极管VD9一端，所述第九二极管VD9另一端连接第二十电阻R20的一端，所述第九二极管VD9的中端连接至第二十电阻R20的另一端，所述第二十电阻R20的一端还接GND，所述第二十电阻R20的另一端还连接至第十电阻R10的一端，所述第一变压器T1输出端的一侧连接至输出滤波模块，所述第一变压器T1输出端的另一侧接GND；所述输出滤波模块包括第六二极管VD6、第八电容C8、第七电容C7、第二电感L2、第九电容C9、第十电容C10；所述高压DC/DC变化模块中的第一变压器T1输出端的一侧连接至第六二极管VD6的正极，所述第六二极管VD6的负极连接第八电容C8的一端，所述第八电容C8的一端还连接至第七电容C7的一端，所述第八电容C8的另一端和第七电容C7的另一端接GND，所述第七电容C7的一端还连接第二电感L2的一端，所述第二电感L2的另一端连接至第九电容C9的一端，所述第九电容C9的一端还连接至第十电容C10的一端，所述第九电容C9的另一端和第十电容C10的另一端都接GND，所述第十电容C10的一端还连接至一级电源输出模块Vsys1；所述低压DC/DC变换模块包括低压DC/DC变换芯片N3、第二十四电容C24、第十八电阻R18、第十六电容C16、第十三电阻R13、第十五电容C15、第十三二级管VD13、第十六电阻R16、第十九电阻R19、第三变压器T3、第十四二极管VD14、第二十一电阻R21、第十二二极管VD12、第十七电容C17、第十九电容C19；所述低压DC/DC变换芯片N3的第十一引脚连接第二十四电容C24的一端，所述第二十四电容C24的另一端接GND，所述低压DC/DC变换芯片N3的第九引脚连接第十八电阻R18的一端，所述第十八电阻R18的另一端和低压DC/DC变换芯片N3的第一引脚、第二引脚、第十引脚、第四引脚、第十二引脚、第十五引脚都接GND，所述低压DC/DC变换芯片N3的第十一引脚接驱动电源Vx，所述低压DC/DC变换芯片N3的第五引脚和第六引脚相互连接并且连接至输出滤波模块，所述低压DC/DC变换芯片N3的第五引脚还连接一级电源输出模块Vsys1，所述低压DC/DC变换芯片N3的第五引脚还连接第十六电容C16的一端，所述第十六电容C16的另一端接GND，所述低压DC/DC变换芯片N3的第六引脚连接第十三电阻R13的一端，所述第十三电阻R13的一端还连接第十五电容C15的一端，所述第十三电阻R13的另一端和第十五电容C15的另一端相互连接并连接至第十三二极管VD13的负极，所述第十三二极管VD13的正极连接至低压DC/DC变换芯片N3的第十三引脚，所述低压DC/DC变换芯片N3的第十三引脚和第十四引脚相互连接，所述低压DC/DC变换芯片N3的第十四引脚还连接至第三变压器T3输入端的第二管脚，所述第十五电容C15的一端还连接至第三变压器T3输入端的第一管脚，所述第三变压器T3输入端的第三管脚接GND，所述低压DC/DC变换芯片N3的第八引脚连接第十九电阻R19的一端，所述第十九电阻R19的另一端接GND，所述第十九电阻R19的一端还连接第十六电阻R16的一端，所述第十六电阻R16的另一端连接第三变压器T3输入端的第四管脚，所述第十六电阻R16的另一端还连接第十四二极管VD14的正极，所述第十四二极管VD14的负极连接第二十一电阻R21的一端，所述第二十一电阻R21的另一端连接驱动电源Vx；所述第三变压器T3输出端的第五管脚接低压地GD，所述第三变压器T3输出端的第六管脚连接第十二二极管VD12的正极，所述第十二二极管VD12的负极连接第十七电容C17的一端，所述第十七电容C17的一端还连接第十九电容C19的一端，所述第十七电容C17的另一端和第十九电容C19的另一端接低压地GD，所述第十九电容C19的一端还连接电源输出模块。

本实施方式中，所述第九二极管VD9为三管脚的肖特基二极管，使得开关频率提高，正向压降降低。

本实施方式中，一级电源输出模块Vsys1是AC输出模块将220V交流经过桥式整流电路的整流，滤波模块的滤波和高压DC/DC变化模块的变化后再经过输出滤波模块的滤波后获得，为本发明输出电源中电压最高的输出电源，因为降压的变换最为常用，可选芯片多，性价比高。

本实施方式中，一级电源输出模块Vsys1通过第九二极管VD9、光耦E1、第六电阻R6、第八电阻R8、第二十电阻R20、第十电阻R10、第十三电容C13组成的反馈稳压电路，将经过整流、滤波和高压DC/DC变化后的电压稳定并且保证电路的负载工作在恒流和稳压状态；而且光耦E1用于隔离高压地GH和GND，防止两者之间的相互干扰，从而使得输出电源受到影响；并且第九二极管VD9、第八电阻R8和第二十电阻R20组成稳压输出电路用于设定一级电源输出模块Vsys1的稳压输出值。

本实施方式中，电源输出模输出的电源是通过低压DC/DC变换模块中的低压DC/DC变换芯片N3变化获得的，而且因为低压DC/DC变换芯片的价格低廉，远低于高压DC/DC变换芯片的价格，因此降低了成本。

本实施方式中，低压DC/DC变换模块采用低压DC/DC变换芯片N3，器件尺寸小，安全间距、爬电距离小，因此电源输出模块占PCB面积小，而且因为其耐压差异的原因将降低了成本，还能保证产品更加紧凑，体积更小，更容易运输。

本实施方式中，本发明用于四表集抄终端，在保证电源性能的同时还让成本下降，使其成本控制优于现有方案。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。