一種超寬輸入范圍超低輸出電壓隔離dc/dc電源模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電源模塊，具體地說，涉及一種超寬輸入范圍超低輸出電壓隔離DC/DC電源模塊。
【背景技術】
[0002]目前，國內和國外標準隔離式低壓輸入DC/DC電源模塊范圍分為DC12V (9V?18V)、DC24V(18V?36V)和DC48V(36V?72V)，2倍輸入范圍寬的電源模塊，最大輸入范圍寬度也只有4倍，寬電壓輸入DC/DC變換器產品較多，尤其是在航空航天、武器系統(tǒng)、電子對抗系統(tǒng)、船舶等重要領域都有大量的應用。
[0003]工程設計人員選用電源模塊時根據輸入范圍選擇不同種類和型號電源模塊，這樣給企業(yè)的標準化管理帶來了麻煩，也會給企業(yè)帶來大量的庫存，占用流動資金，因此實現全范圍輸入電源模塊(8V?80V)的研發(fā)成為當前低壓輸入電源模塊領域的一種趨勢，由于受到電源模塊PWM芯片占空比的限制，實現全范圍輸入成為低壓輸入電源模塊設計的一個技術瓶頸和難點。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型正是為了解決上述技術問題而設計的一種超寬輸入范圍超低輸出電壓隔離DC/DC電源模塊。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]—種超寬輸入范圍超低輸出電壓隔離DC/DC電源模塊，包括輸入升壓電路、輸入輸出隔尚電路和輸出降壓電路。輸入升壓電路由開關管Ql、儲能電感L1、電容Cl和C2、二極管Dl、升壓控制芯片PWM I和反饋電路I組成；濾波電容Cl跨接在直流輸入+Vin和-Vin之間，直流輸入+Vin與儲能電感LI的一端相連，直流輸入-Vin與升壓控制芯片PWM I的輸入端相連，儲能電感LI的另一端與開關管Ql漏極和二極管Dl的正極相連，開關管Ql柵極和源極與升壓控制芯片PWM I的控制輸出端相連，二極管Dl的負極與電容C2 —端和變壓器T初級同名端相連，電容C2另一端與控制芯片PWM2的輸入端相連，反饋電路I輸入端跨接在電容C2的兩端，反饋電路I輸出端與升壓控制芯片PWM I的控制輸入端相連；輸入輸出隔離電路由控制芯片PWM2、開關管Q2、變壓器T、二極管D2、電容C3、光電耦合芯片ICl和反饋及保護電路組成；開關管Q2漏極與變壓器T初級異名端相連，開關管Q2柵極和源極與控制芯片PWM2的控制輸出端相連，變壓器T次級同名端與電容C3和C4的一端、二極管D3正極和直流輸出-Vo相連，變壓器T次級異名端與二極管D2的正極相連，二極管D2的負極與電容C3的另一端和開關管Q3漏極相連，反饋及保護電路輸入端跨接在電容C3的兩端，反饋及保護電路輸出端通過光電耦合芯片ICl與控制芯片PWM2的控制輸入端相連；輸出降壓電路由開關管Q3、儲能電感L2、電容C4、二極管D3、降壓控制芯片PWM3和反饋電路2組成；降壓控制芯片PWM3的輸入端與變壓器T次級同名端相連，降壓控制芯片PWM3的控制輸出端與開關管Q3柵極相連，二極管D3的負極與開關管Q3源極和儲能電感L2的一端相連，儲能電感L2的另一端與直流輸出+Vo相連，反饋電路2輸入端跨接在電容C4的兩端，反饋電路2輸出端與降壓控制芯片PWM3的控制輸入端相連。
[0007]所述一種超寬輸入范圍超低輸出電壓隔離DC/DC電源模塊，其升壓控制芯片PWMl為LM5022、控制芯片PWM2為LM5022、降壓控制芯片PWM3為LM2747。
[0008]所述一種超寬輸入范圍超低輸出電壓隔離DC/DC電源模塊，采用集成一體設計，實現超寬輸入范圍，輸入范圍為8V?80V ;實現超低壓隔離輸出，輸出范圍為0.6V?4V。
[0009]本實用新型的工作原理:
[0010]通過輸入升壓電路將輸入電壓分為兩個階段給DC/DC電源模塊內部功率轉換隔離電路輸入供電，設定升壓電路反饋回路的輸出電壓值為DC20V，一個階段為當輸入DC8V?DC20V時，通過升壓電路工作將輸入較低電壓升壓到穩(wěn)定DC20V，即為升壓電路的輸出電壓給內部功率轉換隔離電路輸入供電；另一個階段為當輸入電壓高壓升壓電路設定的DC20V時，即升壓電路中，反饋回路反饋的電壓信號高壓升壓芯片設定的電壓時，升壓芯片不工作，不控制開關管Ql工作，根據原理框圖1可知，輸入電壓經過升壓電路的儲能電感和整流二極管后給內部功率轉換隔離電路輸入供電，功率轉變隔離電路的輸入電壓基本維持在DC20V?DC80V的范圍，通過上述升壓電路的工作原理，只要將功率轉換隔離電路的輸入范圍做到DC20V?DC80V，四倍輸入范圍即可，由于本實用新型電路產品的輸出功率為10W，功率轉換隔離電路的拓撲方式為單端反激電路，單獨反激電路具有輸入范圍寬，結構簡單，元器件較少，成本低的優(yōu)點，可實現電源模塊內部DC/DC功率轉換隔離電路的輸入DC20V?DC80V范圍。
[0011 ] 本實用新型電路將其輸入升壓電路、隔離模塊電路、降壓電路三種拓撲方式集成一體設計，輸入升壓電路中PWMl控制芯片LM5022控制開關管Q1，實現輸入電壓升壓的功能；功率轉換電路中PWM2控制芯片LM5022控制開關管Q2，通過變壓器T實現輸入與輸出隔離，功率和電壓的轉換；降壓電路中PWM3控制芯片LM2747控制開關管Q3，將功率轉換電路中的輸出電壓5V降壓到0.6V?4V，實現超低電壓的輸出。
[0012]本實用新型解決傳統(tǒng)國內和國外標準隔離式低壓輸入DC/DC電源模塊范圍分為DC12V (9V?18V)、DC24V(18V?36V)和DC48V(36V?72V)，2倍輸入范圍寬的電源模塊，最大輸入范圍寬度也只有4倍，實現全范圍輸入成為低壓輸入電源模塊設計的一個技術瓶頸和難點。
[0013]本實用新型的特點:
[0014]1、具有輸入全范圍，超低電壓輸出、高可靠性，成本低的優(yōu)點，輸入電壓覆蓋DC8-DC80V，輸出電壓覆蓋 DC0.6V-DC4V (單路)，其體積為 50.8 X 50.8 X 12.7 (單位:_)，最大輸出功率為20W，最高效率為85%。
[0015]2、電源模塊為隔離方式，隔離電壓不低于DC500V。
[0016]本實用新型的有益效果是具有輸入全范圍，超低電壓輸出、高可靠性，成本低的優(yōu)點，只需一個全范圍輸入的電源模塊