專利名稱：具有欠壓和限流保護(hù)的dc/dc電源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及一種適合于集中供電的系統(tǒng)中電路板級(jí)的電壓轉(zhuǎn)換具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊。
背景技術(shù)：
在各種通信和工業(yè)控制系統(tǒng)中電路板的供電方式一般可以分為二種，一是根據(jù)電路板的要求配置具有各種電壓的穩(wěn)壓電源；二是集中提供單一電源如單一24VDC，而各電路板上所需的各種電壓則配置DC/DC電源模塊來取得，因此DC/DC電源模塊在通信和工業(yè)控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。而目前應(yīng)用于這些系統(tǒng)的DC/DC電源模塊，由于對(duì)性能及可靠性要求高，且要具備各種保護(hù)功能，大多采用集成電路，線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
為解決線路復(fù)雜，產(chǎn)品成本偏高的問題，本實(shí)用新型提出了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又具有必要保護(hù)功能的具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，該電源模塊全部采用分立器件，雙面貼片安裝，采用銅外殼，專用灌封膠灌封，產(chǎn)品性能優(yōu)良，干擾小，可靠性高，成本低。非常適合于通信及工業(yè)控制系統(tǒng)中電路板級(jí)電源轉(zhuǎn)換。
本實(shí)用新型采取的技術(shù)措施是具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其特點(diǎn)是，包括浪涌抑制電路、輸入濾波電路、反接保護(hù)電路、開關(guān)主電路、輸出整流電路、輸出濾波電路、低電壓保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、過電流檢測(cè)電路以及取樣反饋電路；所述的浪涌抑制電路用于減少開機(jī)浪涌電流，其輸出端與輸入濾波電路的輸入端連接；所述的輸入濾波電路用于減少輸入電壓紋波和高頻諧波，其輸出端分別與反接保護(hù)電路和低電壓保護(hù)電路的輸入端連接；所述的反接保護(hù)電路用于防止輸入反接造成電源模塊損壞，其輸出端與開關(guān)主電路的輸入端連接；所述的低電壓保護(hù)電路用于對(duì)電源模塊進(jìn)行欠壓保護(hù)，其輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路的輸入端連接；所述的開關(guān)主電路用于將輸入的直流電轉(zhuǎn)換成高頻的交流電，其輸出端分別與輸出整流電路和過電流檢測(cè)電路的輸入端連接；所述的過電流檢測(cè)電路用于防止輸出電流過大而損壞所使用的電器，其輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路的輸入端連接；所述的驅(qū)動(dòng)控制電路的輸出端與開關(guān)主電路的控制端連接；所述的輸出整流電路的輸出端與輸出濾波電路的輸入端連接；所述的輸出濾波電路輸出電源電壓到用電器，同時(shí)將該電壓輸出到取樣反饋電路的輸入端；所述取樣反饋電路用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行比較和誤差放大，其輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路的輸入端連接。
上述具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其中，所述的浪涌抑制電路由在電路的輸入端串接的一大阻值電阻構(gòu)成。
上述具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其中，所述的反接保護(hù)電路由一并聯(lián)在電路輸入端的二極管構(gòu)成。
上述具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其中，所述的開關(guān)主電路主要由主變壓器TR1A和串接在該變壓器初級(jí)的開關(guān)管Q4構(gòu)成。
上述具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其中，所述的低電壓保護(hù)電路主要由電阻R2、R3、三極管Q1、并聯(lián)在該三極管基極和集電極之間的穩(wěn)壓管D2、并聯(lián)在該三極管集電極和發(fā)射極之間的穩(wěn)壓管D3、以及串接在該該三極管集電極的恒流管D11構(gòu)成。
上述具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其中，所述的驅(qū)動(dòng)控制電路主要由開關(guān)變壓器副繞組TR1B、恒流管DI2、三極管Q2、Q3以及光電耦合管的輸入部分U1B構(gòu)成。
上述具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其中，所述的過電流檢測(cè)電路主要由并聯(lián)在三極管Q2的基極與開關(guān)變壓器附繞組TR1B之間的穩(wěn)壓管D5構(gòu)成。
上述具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其中，所述的取樣反饋電路主要由光電耦合管的輸出部分U1A和可編程穩(wěn)壓管U2構(gòu)成。
由于本實(shí)用新型采用了以上的技術(shù)方案，因此效果是明顯的1、線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換效率高；
2、在開關(guān)變壓器上設(shè)置了一個(gè)付繞組，既實(shí)現(xiàn)了開關(guān)管的自激驅(qū)動(dòng)，又實(shí)現(xiàn)了輸出過電流保護(hù)；3、設(shè)有欠電壓保護(hù)電路，在電源電壓過低時(shí)關(guān)斷開關(guān)管，保護(hù)電源模塊不受損壞；4、采用比較簡(jiǎn)潔的線路結(jié)構(gòu)，相對(duì)較低的產(chǎn)品成本，很好地解決了小功率DC/DC電源模塊的性價(jià)比問題。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1是本實(shí)用新型的電原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1。本實(shí)用新型具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，包括浪涌抑制電路1、輸入濾波電路2、反接保護(hù)電路3、低電壓保護(hù)電路4、開關(guān)主電路5、驅(qū)動(dòng)控制電路6、過電流檢測(cè)電路7、輸出整流電路8、濾波電路9、以及取樣反饋電路10。浪涌抑制電路1用于減少開機(jī)浪涌電流，其輸出端與輸入濾波電路的輸入端連接；輸入濾波電路2用于減少輸入電壓紋波和高頻諧波，其輸出端分別與反接保護(hù)電路3和低電壓保護(hù)電路4的輸入端連接；反接保護(hù)電路3用于防止輸入反接造成電源模塊損壞，其輸出端與開關(guān)主電路5的輸入端連接；低電壓保護(hù)電路4用于對(duì)電源模塊進(jìn)行欠壓保護(hù)，其輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路6的輸入端連接；開關(guān)主電路5用于將輸入的直流電轉(zhuǎn)換成高頻的交流電，其輸出端分別與輸出整流電路8和過電流檢測(cè)電路7的輸入端連接；過電流檢測(cè)電路7用于防止輸出電流過大而損壞所使用的電器，其輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路6的輸入端連接；驅(qū)動(dòng)控制電路6的輸出端與開關(guān)主電路5的控制端連接；輸出整流電路8的輸出端與輸出濾波電路9的輸入端連接；輸出濾波電路9輸出電源電壓到用電器，同時(shí)將該電壓輸出到取樣反饋電路10的輸入端；取樣反饋電路10用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行比較和誤差放大，其輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路6的輸入端連接。
請(qǐng)參閱圖2，這是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電路原理圖。
本實(shí)用新型具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊的各具體電路由圖中虛線框內(nèi)電路構(gòu)成，其中浪涌抑制電路1由在電路的輸入端串接的一熱敏電阻R0構(gòu)成，可以減小開機(jī)浪涌電流。
電感L1、電阻R1、電容C1、C2、C3、C4組成輸入濾波電路2，其中，電容C1、C2、C3、C4為輸入濾波電容。
反接保護(hù)電路3由一并聯(lián)在電路輸入端的二極管D1構(gòu)成，防止輸入反接造成電源模塊損壞。
低電壓保護(hù)電路4主要由電阻R2、R3、三極管Q1、并聯(lián)在該三極管基極和集電極之間的穩(wěn)壓管D2、并聯(lián)在該三極管集電極和發(fā)射極之間的穩(wěn)壓管D3、以及串接在該該三極管集電極的恒流管D11構(gòu)成。
TR1為開關(guān)變壓器，其主繞組TR1A和串接在該變壓器初級(jí)的開關(guān)管Q4構(gòu)成開關(guān)主電路5。
驅(qū)動(dòng)控制電路6主要由電容C6、C7、C8、C9、二極管D6、D7、電阻R2、R7、R8、R9、R10、開關(guān)變壓器副繞組TR1B、恒流管DI2、三極管Q2、Q3電阻R6、穩(wěn)壓二極管D5以及光電耦合管的輸入部分U1B構(gòu)成。作為開關(guān)主電路中開關(guān)管Q4的驅(qū)動(dòng)電路。電路中恒流管DI2、電阻R11組成驅(qū)動(dòng)控制電路的啟動(dòng)電路。
過電流檢測(cè)電路7主要由并聯(lián)在三極管Q2的基極與開關(guān)變壓器附繞組TR1B之間的穩(wěn)壓管D5構(gòu)成。
二極管D8、D9、D10為整流二極管構(gòu)成輸出整流電路8。
輸出濾波電路9中L2、L3、L4為濾波電感；電容C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21為輸出濾波電容；電阻R13為輸出濾波電路的固定負(fù)載；L5為輸出濾波電感。
可編程穩(wěn)壓管U2、光電耦合管的輸出部分U1A、電阻R14、R15、R16、R17、R18、R19以及電容C22組成電壓取樣反饋和穩(wěn)壓電路10。
圖中P24為輸入電壓正極，G24為輸入電壓負(fù)極；P12為輸出電壓正極，G12為輸出電壓負(fù)極。
本實(shí)用新型的工作過程是在輸入電壓的正負(fù)極P24、G24兩端加上24V直流電壓，通過啟動(dòng)電路二極管DI2、電阻R11給開關(guān)管Q4提供啟動(dòng)電壓，使開關(guān)管Q4導(dǎo)通，變壓器TR1儲(chǔ)能，同時(shí)在過電流保護(hù)電路的變壓器副繞組TR1B上感應(yīng)出3正、4負(fù)的電壓，通過電容C6、電阻R7、二極管D6、光三極管U1B對(duì)電容C7充電。當(dāng)電容C7上電壓大于等于0.7V時(shí)，三極管Q2和Q3導(dǎo)通，將開關(guān)管Q4柵極接地，使Q4關(guān)斷。此時(shí)在變壓器TR1上產(chǎn)8正7負(fù)、5正6負(fù)的電壓，通過二極管D8、D9、D10整流，經(jīng)電容C14-電容C21、電感L5濾波變?yōu)槠交?V直流電壓，由電阻R17、R18組成輸出電壓采樣，通過可編程穩(wěn)壓管U2、電容C22、電阻R14、R15、R16組成電壓基準(zhǔn)及誤差放大電路進(jìn)行比較和誤差放大，通過U1反饋到輸入側(cè)的控制電路，改變Q4導(dǎo)通時(shí)間，保證輸出電壓穩(wěn)定。
本實(shí)用新型由電阻R6、二極管D5組成過電流保護(hù)電路，其作用是當(dāng)輸出電流增大時(shí)變壓器副繞組TR1B上感應(yīng)電壓增大，當(dāng)感應(yīng)電壓增大到超過二極管D5穩(wěn)壓值時(shí)，TR1B通過電阻R6、二極管D5產(chǎn)生一電流支路，對(duì)電容C7充電，提前使三極管Q2、Q3導(dǎo)通，開關(guān)管Q4關(guān)斷，使輸出電壓降低。
本實(shí)用新型由電阻R2、R3、二極管D2、D3、三極管Q1、恒流管DI1組成低電壓保護(hù)電路，其作用是當(dāng)輸入電壓過低時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，使恒流管DI1直接給電容C7充電，電容C7電壓一直保持0.7V，三極管Q2、Q3導(dǎo)通，開關(guān)管Q4關(guān)斷，電源模塊處于欠壓保護(hù)狀態(tài)；當(dāng)輸入電壓上升到正常值時(shí)，三極管Q1關(guān)斷，電源模塊恢復(fù)正常工作。
本實(shí)用新型線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品成本低。具有輸出過電流保護(hù)、欠電壓保護(hù)和轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其特征在于，包括浪涌抑制電路、輸入濾波電路、反接保護(hù)電路、開關(guān)主電路、輸出整流電路、輸出濾波電路、低電壓保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、過電流檢測(cè)電路以及取樣反饋電路；所述的浪涌抑制電路用于減少開機(jī)浪涌電流，其輸出端與輸入濾波電路的輸入端連接；所述的輸入濾波電路用于減少輸入電壓紋波和高頻諧波，其輸出端分別與反接保護(hù)電路和低電壓保護(hù)電路的輸入端連接；所述的反接保護(hù)電路用于防止輸入反接造成電源模塊損壞，其輸出端與開關(guān)主電路的輸入端連接；所述的低電壓保護(hù)電路用于對(duì)電源模塊進(jìn)行欠壓保護(hù)，其輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路的輸入端連接；所述的開關(guān)主電路用于將輸入的直流電轉(zhuǎn)換成高頻的交流電，其輸出端分別與輸出整流電路和過電流檢測(cè)電路的輸入端連接；所述的過電流檢測(cè)電路用于防止輸出電流過大而損壞所使用的電器，其輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路的輸入端連接；所述的驅(qū)動(dòng)控制電路的輸出端與開關(guān)主電路的控制端連接；所述的輸出整流電路的輸出端與輸出濾波電路的輸入端連接；所述的輸出濾波電路輸出電源電壓到用電器，同時(shí)將該電壓輸出到取樣反饋電路的輸入端；所述取樣反饋電路用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行比較和誤差放大，其輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其特征在于，所述的浪涌抑制電路由在電路的輸入端串接的一熱敏電阻構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其特征在于，所述的反接保護(hù)電路由一并聯(lián)在電路輸入端的二極管構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其特征在于，所述的開關(guān)主電路主要由主變壓器TR1A和串接在該變壓器初級(jí)的開關(guān)管Q4構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其特征在于，所述的低電壓保護(hù)電路主要由電阻R2、R3、三極管Q1、并聯(lián)在該三極管基極和集電極之間的穩(wěn)壓管D2、并聯(lián)在該三極管集電極和發(fā)射極之間的穩(wěn)壓管D3、以及串接在該該三極管集電極的恒流管D11構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)控制電路主要由開關(guān)變壓器副繞組TR1B、恒流管DI2、三極管Q2、Q3以及光電耦合管的輸入部分U1B構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其特征在于，所述的過電流檢測(cè)電路主要由并聯(lián)在三極管Q2的基極與開關(guān)變壓器附繞組TR1B之間的穩(wěn)壓管D5構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其特征在于，所述的取樣反饋電路主要由光電耦合管的輸出部分U1A和可編程穩(wěn)壓管U2構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型具有欠壓和限流保護(hù)的DC/DC電源模塊，其特點(diǎn)是，包括浪涌抑制電路、輸入濾波電路、反接保護(hù)電路、開關(guān)主電路、輸出整流電路、輸出濾波電路、低電壓保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、過電流檢測(cè)電路以及取樣反饋電路；浪涌抑制電路、輸入濾波電路、反接保護(hù)電路、開關(guān)主電路、輸出整流電路、輸出濾波電路順序連接；低電壓保護(hù)電路的輸入端與輸入濾波電路連接，其輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路連接；驅(qū)動(dòng)控制電路的輸入端還連接過電流檢測(cè)電路以及取樣反饋電路，其輸出端與開關(guān)主電路連接；取樣反饋電路的輸入端與輸出濾波電路連接。本實(shí)用新型線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品成本低。具有輸出過電流保護(hù)、欠電壓保護(hù)和轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M3/28GK2664278SQ200320109418
公開日2004年12月15日 申請(qǐng)日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者李培植 申請(qǐng)人:上海新華電子設(shè)備有限公司