一种单路输入多路输出的电源电路的制作方法

本实用新型涉及电力电子技术，尤其涉及一种单路输入多路输出的电源电路。

背景技术：

现有电源电路中，当用电设备需要不同电压时，往往在同一个电路板上设置多个电源电路以实现多种电压输出。上述传统布置，在进行电磁兼容试验时，往往存在各个电源电路之间的不同频段杂波相互干扰的现象，实际工作时，电源电路整体输出的电压纹波也较大，不能满足高要求的应用场合。同时，针对一些管道空间，如何设计电源模块的整体布局，也是本领域技术人员长期面对的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型使用屏蔽壳分装电源电路，屏蔽壳内部分割成四个独立空腔，各个空腔之间通过走线槽连通，将封装完成的电源电路放入不同的空腔中即可实现屏蔽，减小电源整体输出电压纹波，该电源电路具有一路ac输入，三路dc输出的特点，交流电源输入后经过整流电流变为直流电，直流电再分给三个独立的dc/dc电路进行变换，以满足不同电压的需求。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种单路输入多路输出的电源电路，包括可拆卸连接的壳盖和壳体以及壳体内部设置的电源电路，所述壳体的表面下凹形成四个相互独立的隔离腔，所述隔离腔之间通过隔档分割，所述隔档和壳体边缘上设置有用于布置电线的走线槽，其中：

所述隔离腔在隔档分割下形成第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔；

所述电源电路包括滤波整流电路、第一dc/dc电路、第二dc/dc电路和第三dc/dc电路，所述滤波整流电路设置在第一空腔内部，所述第一dc/dc电路设置在第二空腔内部，所述第二dc/dc电路设置在第三空腔内部，所述第三dc/dc电路设置在第四空腔内部；

所述电线包括输入总线、第一输出分线、第二输出分线、第三输出分线和内部连接线，所述输入总线连接滤波整流电路输入端，所述滤波整流电路输出端通过内部连接线分别连接第一dc/dc电路的输入端、第二dc/dc电路的输入端和第三dc/dc电路的输入端，所述第一dc/dc电路的输出端连接第一输出分线，所述第二dc/dc电路的输出端连接第二输出分线，所述第三dc/dc电路的输出端连接第三输出分线。

优选的，所述壳盖和壳体之间通过多个螺丝连接，所述壳盖和壳体之间设置有连接所述螺丝的安装孔。

优选的，所述壳盖和壳体为半圆形结构。

优选的，所述滤波整流电路包括第一滤波电路、不控整流电路和第二滤波电路，所述输入总线依次通过第一滤波电路、不控整流电路和第二滤波电路分别连接所述第一dc/dc电路、第二dc/dc电路和第三dc/dc电路。

优选的，所述第一dc/dc电路、第二dc/dc电路和第三dc/dc电路均包括功率变换电路、第三滤波电路、主控电路和反馈电路，所述第二滤波电路依次通过所述功率变换电路和第三滤波电路连接输出分线，所述主控电路分别连接所述功率变换电路和反馈电路，所述反馈电路连接所述功率变换电路。

优选的，所述第一滤波电路包括第一电容、第二电容、第一电感和第二电感，交流输入端正极连接所述第一电感同名端，交流输入端负极连接所述第二电感同名端，所述第一电容和第二电容分别连接在交流输入端正极和交流输入端负极之间；

所述不控整流电路包括不控整流桥，所述不控整流桥包括第一输入口、第二输入口、第一输出口和第二输出口；所述第二滤波电路包括第三电容、第四电容、第五电容、第六电容和第三电感，所述不控整流桥的第一输入口和第二输入口分别连接所述第一电感的异名端和第二电感的异名端，所述第三电容接在不控整流桥的第一输出口和第二输出口之间，所述不控整流桥的第一输出口通过第四电容连接直流输入端正极，所述不控整流桥的第二输出口通过第三电感接地，所述第五电容和第六电容分别连接在直流输入端正极与地之间。

优选的，所述功率变换电路包括第一变压器、第二变压器、第一开关管和第二开关管；所述第一变压器初级同名端连接直流输入端正极，所述第一变压器初级异名端连接所述第一开关管的漏极，所述第一开关管的栅极通过第一电阻连接主控电路，所述第一开关管的源极通过第二电阻接地，所述第二电阻并联有第七电容；所述第二变压器初级同名端连接直流输入端正极，所述第二变压器初级异名端连接所述第二开关管的漏极，所述第二开关管的栅极通过第三电阻连接主控电路，所述第二开关管的源极通过第四电阻接地，所述第四电阻并联有第八电容；

所述第三滤波电路包括第一变压器输出滤波电路和第二变压器输出滤波电路；所述第一变压器输出滤波电路包括第一二极管、第九电容、第十电容、第十一电容、第四电感、第五电感、第五电阻和com节点；所述第一二极管阳极连接第一变压器次级异名端，所述第一二极管阴极通过第四电感连接直流输出端正极，所述第一变压器同名端通过第五电感连接com节点，所述第九电容和第十电容分别连接在所述第一二极管阴极与第一变压器次级同名端之间，所述第五电阻和第十一电容分别连接在直流输出端正极与com节点之间；所述第二变压器输出滤波电路包括第二二极管、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第六电感、第七电感和第六电阻；所述第二二极管阳极连接第二变压器次级异名端，所述第二二极管阴极通过第六电感连接com节点，所述第二变压器同名端通过第七电感连接直流输出端负极，所述第十二电容和第十三电容分别连接在所述第二二极管阴极与第二变压器次级同名端之间，所述第六电阻和第十四电容分别连接在com节点与直流输出端负极之间。

优选的，所述主控电路包括第一控制电路和第二控制电路，所述第一控制电路通过第七电阻连接直流输入端正极，所述第二控制电路通过第七电阻连接直流输入端正极。

优选的，所述反馈电路包括第一反馈电路和第二反馈电路；所述第一反馈电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第三二极管、第十五电容和第一光电耦合器，直流输出端正极依次通过第八电阻、第九电阻连接com节点，直流输出端正极连接第三二极管阳极，所述第三二极管阴极连接所述第一光电耦合器的阳极，所述第一光电耦合器的阴极通过第十电阻连接com节点，所述第一光电耦合器的集电极接地，所述第一光电耦合器的发射极连接主控电路，所述第十五电容与第九电阻并联；所述第二反馈电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第四二极管、第十六电容和第二光电耦合器，com节点依次通过第十一电阻、第十二电阻连接直流输出端负极，com节点连接第三二极管阳极，所述第四二极管阴极连接所述第二光电耦合器的阳极，所述第二光电耦合器的阴极通过第十三电阻连接直流输出端负极，所述第二光电耦合器的集电极接地，所述第二光电耦合器的发射极连接主控电路，所述第十六电容与第十二电阻并联。

本实用新型的一种单路输入多路输出的电源电路具有以下有益效果：

(1)将壳体内部分割成多个独立空腔，各个空腔之间通过走线槽连通，将封装完成的电源电路放入不同的空腔中即可实现屏蔽，该屏蔽壳将原有多个电源电路，一个壳体一层的装配方式进行改进，使每个独立电源电路利用隔档进行隔离，然后统一进行封装，提高了封装效率和屏蔽效果，达到减小电源整体输出电压纹波的效果。

(2)利用该设计可以将不同的电源电路放入对应的空腔内，以实现一路电源输入、多路电源输出的功能，满足用电设备不同电压的需求，例如，该方案中利用一路电源输入，可以实现三路电源输出，例如+12v、+5v、+3.3v等。

(3)该实用新型的电源电路中设置滤波电路、反馈电路以及主控电路，可以有效稳定电路输出，特别是dc-dc电路内新增的输出共模电感和电阻，可以明显减少电源模块的输出纹波及噪声，提升电源模块的性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的内部空间布局示意图；

图3为本实用新型的内部布线示意图；

图4为本实用新型的滤波整流电路连接示意图；

图5为本实用新型的dc/dc电路连接示意图；

图6为本实用新型的反馈电路连接示意图。

图中，1-壳盖、2-壳体、201-隔离腔、202-隔档、203-走线槽、204-安装孔2011-第一空腔、2012-第二空腔、2013-第三空腔、2014-第四空腔、3-螺丝、4-电源电路、401-滤波整流电路、402-第一dc/dc电路、403-第二dc/dc电路、404-第三dc/dc电路、5-电线、501-输入总线、502-第一输出分线、503-第二输出分线、504-第三输出分线、505-内部连接线。

具体实施方式

根据附图所示，对本实用新型进行进一步说明：

如图1至图3所示，一种单路输入多路输出的电源电路包括可拆卸连接的壳盖1和壳体2以及壳体2内部设置的电源电路4，壳体2的表面下凹形成四个相互独立的隔离腔201，隔离腔201之间通过隔档202分割，隔档202和壳体2边缘上设置有用于布置电线5的走线槽203。

具体的，壳盖1和壳体可以为铝基板，隔离腔201是通过铣床加工而成，隔档202分割为竖直型隔档，本实施例中一共三个，上面都设置有走线槽203。

图2中，隔离腔201在隔档202分割下形成第一空腔2011、第二空腔2012、第三空腔2013和第四空腔2014，图3中，电源电路4包括滤波整流电路401、第一dc/dc电路402、第二dc/dc电路403和第三dc/dc电路404，滤波整流电路401设置在第一空腔2011内部，第一dc/dc电路402设置在第二空腔2012内部，第二dc/dc电路403设置在第三空腔2013内部，第三dc/dc电路404设置在第四空腔2014内部。

具体的，滤波整流电路401的作用时将交流电源转换成直流电源，上述直流电源再分别通过第一dc/dc电路402、第二dc/dc电路403和第三dc/dc电路404进行转换，以满足不同电源的需求。

具体的，壳盖1和壳体2之间通过多个螺丝3连接，壳盖1和壳体2之间设置有连接螺丝3的安装孔204，从图中可以看出电路板上也设置有安装孔204，目的是为简化安装，使用螺丝3可以将壳盖1和壳体2以及pcb板统一固定。

从图中可以看出，壳盖1和壳体2为半圆形结构，这种半圆形结构适合管道空间布局，例如：飞行器内部、探测器内部等。

具体的，电线5包括输入总线501、第一输出分线502、第二输出分线503、第三输出分线504和内部连接线505，输入总线501为线束用于连接交流电的正、负极，第一输出分线502和第二输出分线503以及第三输出分线504也为线束用于输出直流电。其中，输入总线501连接滤波整流电路401输入端，滤波整流电路401输出端通过内部连接线505分别连接第一dc/dc电路402的输入端、第二dc/dc电路403的输入端和第三dc/dc电路404的输入端，第一dc/dc电路402的输出端连接第一输出分线502，第二dc/dc电路403的输出端连接第二输出分线503，第三dc/dc电路404的输出端连接第三输出分线504。

如图4所示，滤波整流电路401包括第一滤波电路、不控整流电路和第二滤波电路，输入总线501依次通过第一滤波电路、不控整流电路和第二滤波电路分别连接第一dc/dc电路402、第二dc/dc电路403和第三dc/dc电路404。

其中，第一滤波电路包括第一电容、第二电容、第一电感和第二电感，交流输入端正极连接第一电感同名端，交流输入端负极连接第二电感同名端，第一电容和第二电容分别连接在交流输入端正极和交流输入端负极之间；

不控整流电路包括不控整流桥，不控整流桥包括第一输入口、第二输入口、第一输出口和第二输出口；第二滤波电路包括第三电容、第四电容、第五电容、第六电容和第三电感，不控整流桥的第一输入口和第二输入口分别连接第一电感的异名端和第二电感的异名端，第三电容接在不控整流桥的第一输出口和第二输出口之间，不控整流桥的第一输出口通过第四电容连接直流输入端正极，不控整流桥的第二输出口通过第三电感接地，第五电容和第六电容分别连接在直流输入端正极与地之间。

如图5所示，第一dc/dc电路402、第二dc/dc电路403和第三dc/dc电路404均包括功率变换电路、第三滤波电路、主控电路和反馈电路，第二滤波电路依次通过功率变换电路和第三滤波电路连接输出分线，主控电路分别连接功率变换电路和反馈电路，反馈电路连接功率变换电路。

其中，功率变换电路包括第一变压器t1、第二变压器t2、第一开关管q1和第二开关管q2；第一变压器t1初级同名端连接直流输入端正极，第一变压器t1初级异名端连接第一开关管q1的漏极，第一开关管q1的栅极通过第一电阻r1连接主控电路，第一开关管q1的源极通过第二电阻r2接地，第二电阻r2并联有第七电容c7；第二变压器t2初级同名端连接直流输入端正极，第二变压器t2初级异名端连接第二开关管q2的漏极，第二开关管q2的栅极通过第三电阻r3连接主控电路，第二开关管q2的源极通过第四电阻r4接地，第四电阻r4并联有第八电容c8；

第三滤波电路包括第一变压器t1输出滤波电路和第二变压器t2输出滤波电路；第一变压器t1输出滤波电路包括第一二极管d1、第九电容c9、第十电容c10、第十一电容c11、第四电感l4、第五电感l5、第五电阻r5和com节点；第一二极管d1阳极连接第一变压器t1次级异名端，第一二极管d1阴极通过第四电感l4连接直流输出端正极，第一变压器t1同名端通过第五电感l5连接com节点，第九电容c9和第十电容c10分别连接在第一二极管d1阴极与第一变压器t1次级同名端之间，第五电阻r5和第十一电容c11分别连接在直流输出端正极与com节点之间；第二变压器t2输出滤波电路包括第二二极管、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第六电感、第七电感和第六电阻；第二二极管阳极连接第二变压器t2次级异名端，第二二极管阴极通过第六电感连接com节点，第二变压器t2同名端通过第七电感连接直流输出端负极，第十二电容和第十三电容分别连接在第二二极管阴极与第二变压器t2次级同名端之间，第六电阻和第十四电容分别连接在com节点与直流输出端负极之间。

需要说明的是，主控电路包括第一控制电路和第二控制电路，第一控制电路通过第七电阻连接直流输入端正极，第二控制电路通过第七电阻连接直流输入端正极。

如图6所示，反馈电路包括第一反馈电路和第二反馈电路；第一反馈电路包括第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第三二极管d3、第十五电容c15和第一光电耦合器，直流输出端正极依次通过第八电阻r8、第九电阻r9连接com节点，直流输出端正极连接第三二极管d3阳极，第三二极管d3阴极连接第一光电耦合器的阳极，第一光电耦合器的阴极通过第十电阻r10连接com节点，第一光电耦合器的集电极接地，第一光电耦合器的发射极连接主控电路，第十五电容c15与第九电阻r9并联；第二反馈电路包括第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第四二极管d4、第十六电容c16和第二光电耦合器，com节点依次通过第十一电阻r11、第十二电阻r12连接直流输出端负极，com节点连接第三二极管d3阳极，第四二极管d4阴极连接第二光电耦合器的阳极，第二光电耦合器的阴极通过第十三电阻r13连接直流输出端负极，第二光电耦合器的集电极接地，第二光电耦合器的发射极连接主控电路，第十六电容c16与第十二电阻r12并联。

需要说明的是，本实用新型中的滤波电路主要是由电感电容组成，起减少纹波、稳定电压的作用，不控整流电路2由不控整流桥组成，实现输入的交流电向脉动的直流电的转变；主控电路6由集成电路芯片及一些外围电路组成，对开关管及电路的工作状态进行控制，同时具有短路等保护功能。通过在dc-dc电路新增输出共模电感及电阻能够有效的减少电源模块的输出纹波及噪声，提升了电源模块的性能。

电路工作原理：外部输入的交流电在经过了不控整流后首先变为脉动的直流电，其次经过滤波电路后变为较稳定的直流电来供给dc-dc部分作为其输入；在主控电路及反馈电路的作用下，输入dc-dc部分的直流电最终转换为了稳定输出的直流电，给后级负载提供了可靠的输入。电源模块在实际工作中由于外界的干扰，常常带有脉冲尖刺等波形，这会对后级负载产生很大的危害甚至损坏负载，介于此本电源在原有电路的基础上在dc-dc部分通过新增加的共模电感和电阻来滤除电源输出波形中的杂波，提高了ac-dc电源模块的可靠性，实际使用效果良好。

利用本实施例可以将不同的电源电路放入对应的空腔内，以实现一路电源输入、多路电源输出的功能，满足用电设备不同电压的需求，例如，该方案中利用一路电源输入，可以实现三路电源输出，例如+12v、+5v、+3.3v等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。