專利名稱：一種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及交流-直流變換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
隨著電子行業(yè)的不斷發(fā)展，和人民生活水平的提高，對產(chǎn)品的尺寸和可靠性也提出更高的要求，特別是在當(dāng)今能源緊張的形式下，各國對待機(jī)和功效方面也提出更高的要求。I.長期以來，傳統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)換器采用的是傳統(tǒng)線性變壓器，不但體積大，重量大，使用銅和鋼材等有限資源。而且在電性能上由于固有的缺陷，電源調(diào)整率和輸出負(fù)載調(diào)整 率很差，輸出電壓隨著輸入電壓線性波動(dòng)，造成電源轉(zhuǎn)換器的后級線路不但需要整流濾波線路，還需要采用LDO或者線性穩(wěn)壓線路來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓后才能使用(圖I)。由于エ頻頻率低，造成輸出紋波大，效率低，溫升高，而且后級線路成本也提高，安裝尺寸很大。同時(shí)由于現(xiàn)行變壓器沒有反饋線路，所以無法做到過載短路等保護(hù)，只能靠變壓器線包自身的固有保護(hù)性能來保護(hù)，保護(hù)點(diǎn)很難管控，而且保護(hù)點(diǎn)都比較高，保護(hù)的溫升聞。同時(shí)線性變壓器的待機(jī)功耗和轉(zhuǎn)換效率一直比較差。由于硅鋼片存在渦流損耗和磁滯損耗大的缺點(diǎn)，即使做薄鋼片和更換更好的材質(zhì)也很難做到0. 3W以內(nèi)的空載功耗。而且由于鐵芯損耗和銅損很大，造成轉(zhuǎn)換效率很低，一般只能做到60-70%。所以很難適合當(dāng)今電子產(chǎn)品的使用要求。2.為了改善以上的缺點(diǎn)，后來的電源轉(zhuǎn)換器采用開關(guān)電源線路來完成，可以做到低紋波，高效率，低待機(jī)功耗的性能。但是由于開關(guān)電源線路的能量轉(zhuǎn)換除幾個(gè)功率器件夕卜，還需要其他比如輔助線路，各式保護(hù)線路，EMC和其他網(wǎng)絡(luò)(圖3):包括RCD鉗位線路，次級ニ極管反向吸收線路等，線路相對復(fù)雜。幾個(gè)功率器件如變壓器，功率開關(guān)管，ニ極管等承受了主要的能量轉(zhuǎn)換功能，所以這幾個(gè)功率器件溫升高，壽命和可靠性差，使用一段時(shí)間后容易損壞，造成開關(guān)電源比如充電器質(zhì)量壽命差，只能使用于民用設(shè)備上，在使用環(huán)境溫度上，開放式的開關(guān)電源由于上述的缺點(diǎn)，只能做到最高40-50度的使用環(huán)境溫度。相反其他外圍器件基本沒有能量損耗，但是器件多，很容易造成生產(chǎn)的靜電損壞，虛焊等エ藝問題。運(yùn)輸中要做到有效的保護(hù)防止振動(dòng)和靜電碰撞等等問題也很困難。由于各國安全標(biāo)準(zhǔn)都對輸入輸出的絕緣性能提出了很高的要求，一般開關(guān)電源只能滿足IEC60950的絕緣要求，很難滿足IEC61558，IEC60335 (家電產(chǎn)品)等更高的絕緣要求，由于變壓器骨架的爬電和電氣間隙要求，開關(guān)電源必須采用更大的變壓器和PCB尺寸，不但提高了成本，而且PCB尺寸也加大了，不利于產(chǎn)品的小型化。由于普通的開關(guān)電源是開放式的，無法防塵，使用一段時(shí)間后由于灰塵原因，堵塞散熱器，散熱孔，大大降低了散熱性能。導(dǎo)致溫升加劇，壽命差。開放式的開關(guān)電源無法防水，在室外和比較潮濕的環(huán)境下，絕緣性能大大降低，安全性能不能保證，不能使用，大大縮小了開關(guān)電源的使用范圍。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了ー種高精度集成非隔離電源轉(zhuǎn)換器，集成了內(nèi)置的EMC網(wǎng)絡(luò)和電源芯片，高頻開關(guān)電源線路，在同等輸出功率的條件下，利用密封膠良好的導(dǎo)熱性能和介電常數(shù)，可以做到結(jié)構(gòu)小，損耗低，防水，防塵，寬溫度使用范圍，改善線性變壓器的缺點(diǎn)，做到高效率，高輸出精度(3%_5%的電源調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率)，低輸出紋波(可做到1%以內(nèi))，非常低的待機(jī)功耗(很容易做到0. 3甚至0. IW以內(nèi))。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的ー種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器，包括線路板和轉(zhuǎn)換器外売，所述的線路板包括整流電路，濾波電路，變壓器，PWM控制電路，反饋電路和輸出電路，其中該整流電路與濾波電路相連，該濾波電路和該P(yáng)WM控制電路與變壓器相連，該變壓器與該輸出電路相連，該反饋電路與該P(yáng)WM控制電路相連，焊接上述元器件的線路板放置于轉(zhuǎn)換器外殼的腔內(nèi)，在轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)填充密封膠。采用密封膠將上述電路元器件進(jìn)行密封，在高頻條件下采用密封膠的介電性能形成高頻等效電容，用于抑制電磁干擾，相當(dāng)于所述的電源轉(zhuǎn)換器集成了內(nèi)置的EMC網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)ー步的，所述的整流電路由橋式整流電路BDl組成。進(jìn)ー步的，所述的濾波電路由電容Cl和電容C2以及電阻LI組成。進(jìn)ー步的，所述的PWM控制電路包括一 PWM電源控制芯片IC和一半導(dǎo)體開關(guān)管Q，該開關(guān)電源PWM控制芯片ICl驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體開關(guān)管Q3的導(dǎo)通和關(guān)斷，當(dāng)開關(guān)管Q3關(guān)斷，開關(guān)電源正常供電；開關(guān)管Q3導(dǎo)通，開關(guān)電源對輸入電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至輸出電壓保持正常穩(wěn)定的輸出。進(jìn)ー步的，所述的反饋電路通過一二極管Dl與PWM電源控制芯片IC相連組成。本實(shí)用新型的有益效果是集成了內(nèi)置的EMC網(wǎng)絡(luò)和電源芯片，高頻開關(guān)電源線路，在同等輸出功率的條件下，利用密封膠良好的導(dǎo)熱性能和介電常數(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度集成隔離，可靠性高，寬溫度范圍使用，從而實(shí)現(xiàn)更高的輸入輸出耐壓要求，密封性能良好，符合IEC61558等對絕緣的要求，縮小了 PCB得尺寸，防靜電，線路簡單，節(jié)省了前級和后級線路 的成本。本實(shí)用新型高絕緣和高集成，EMC性能好，不但適用于絕緣性能性能要求比較高的家電產(chǎn)品，也非常適用于エ業(yè)和室外設(shè)備上，提高產(chǎn)品市場競爭力。

圖I為普通的線性變壓器的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為隔離式的開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)用新型的高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)ー步說明。參考圖3所示，本實(shí)用新型的ー種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器，ー種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器，包括線路板和轉(zhuǎn)換器外殼，所述的線路板包括整流電路1，濾波電路2，變壓器3，PWM控制電路4，反饋電路5和輸出電路6，其中該整流電路I與濾波電路2相連，該濾波電路2和該P(yáng)WM控制電路4與變壓器3相連，該變壓器3與該輸出電路6相連，該反饋電路5與該P(yáng)WM控制電路4相連，焊接上述元器件的線路板放置于轉(zhuǎn)換器外殼的腔內(nèi)，在轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)填充密封膠。采用密封膠將上述電路元器件進(jìn)行密封，在高頻條件下采用密封膠的介電性能形成高頻等效電容，用于抑制電磁干擾，相當(dāng)于所述的電源轉(zhuǎn)換器集成了內(nèi)置的EMC網(wǎng)絡(luò)。所述的整流電路I由橋式整流電路BDl組成；所述的濾波電路2由電容Cl和電容C2以及電阻LI組成；所述的PWM控制電路4包括一 PWM電源控制芯片IC和一半導(dǎo)體開關(guān)管Q，該開關(guān)電源PWM控制芯片ICl驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體開關(guān)管Q3的導(dǎo)通和關(guān)斷，當(dāng)開關(guān)管Q3關(guān)斷，開關(guān)電源正常供電；開關(guān)管Q3導(dǎo)通，開關(guān)電源對輸入電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至輸出電壓保持正常穩(wěn)定的輸出；所述的反饋電 路5通過一二極管Dl與PWM電源控制芯片IC相連組成。所述的電源轉(zhuǎn)換器集成了內(nèi)置的EMC網(wǎng)絡(luò)且采用密封膠將上述電路元器件進(jìn)行密封，在高頻條件下采用密封膠的介電性能形成高頻等效電容，用于抑制電磁干擾。利用密封膠良好的絕緣和導(dǎo)熱性能，本實(shí)用新型的電源轉(zhuǎn)換器可以做到更高的輸入輸出耐壓要求，同時(shí)利用密封膠良好的密封性能，可以符合IEC61558等對絕緣的要求，只要非常小的距離就可以做到很高的絕緣強(qiáng)度(圖2)，所以大多縮小了 PCB得尺寸，而且優(yōu)秀的導(dǎo)熱性能可以大大減小功率器件的尺寸。本實(shí)用新型的電源轉(zhuǎn)換器集成了內(nèi)置的EMC網(wǎng)絡(luò)，巧妙的利用了密封膠良好的介電常數(shù)，在低頻下絕緣性能非常高，對エ頻50-60HZ的頻率阻抗很高；在高頻下，密封膠填充物質(zhì)具有一定的介電常數(shù)，在高頻下的等效網(wǎng)絡(luò)具有分布電容等效線路參數(shù)，可以對高頻干擾具有一定的旁路特性，很適合于EMC的抑制。不但防靜電，而且對高頻的輻射和傳導(dǎo)的抑制也比較容易實(shí)現(xiàn)，線路簡單，無需ニ極管和開關(guān)管吸收線路，在小功率場合甚至可以取消RCD吸收。同時(shí)內(nèi)置的EMC網(wǎng)絡(luò)，可以無需在使用電源轉(zhuǎn)換器額外外置EMC網(wǎng)絡(luò)就可以滿足傳統(tǒng)，輻射等要求。節(jié)省了前級和后級線路的成本。本實(shí)用新型的電源轉(zhuǎn)換器，利用PWM電源控制芯片IC的內(nèi)部過溫保護(hù)來實(shí)現(xiàn)負(fù)載過流等異常保護(hù)，普通開關(guān)電源必須外加多個(gè)熱敏電阻和保護(hù)線路來檢測各點(diǎn)的溫度才能實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的電源轉(zhuǎn)換器能夠適用于70度以上的環(huán)境使用溫度，體積小，安裝簡便，只有輸入輸出Pin露出，防水防塵性能好，可以使用于エ業(yè)和室外設(shè)備上?？煽啃砸哺?。綜上所述，本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)小，散熱性能好，損耗低，防水，防塵，寬溫度使用范圍，內(nèi)置溫度保護(hù)和EMC網(wǎng)絡(luò)，線路簡單可靠。利用密封膠良好的散熱、絕緣性能和良好的介電常數(shù)，簡化了內(nèi)部線路，降低成本；相比較開放式的電源，在同等輸出功率的條件下，輸入效率高，產(chǎn)品尺寸小和絕緣性能高，防靜電，防振動(dòng)，便于安裝和運(yùn)輸，可靠性大大提高。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.ー種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器，包括線路板和轉(zhuǎn)換器外殼，所述的線路板包括整流電路，濾波電路，變壓器，PWM控制電路，反饋電路和輸出電路，其中該整流電路與濾波電路相連，該濾波電路和該P(yáng)WM控制電路與變壓器相連，該變壓器與該輸出電路相連，該反饋電路與該P(yáng)WM控制電路相連，其特征在于焊接上述元器件的線路板放置于轉(zhuǎn)換器外殼的腔內(nèi)，在轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)填充密封膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的整流電路由橋式整流電路BDl組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的濾波電路由電容Cl和電容C2以及電阻LI組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的PWM 控制電路包括一 PWM電源控制芯片IC和一半導(dǎo)體開關(guān)管Q，該開關(guān)電源PWM控制芯片ICl驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體開關(guān)管Q3的導(dǎo)通和關(guān)斷，當(dāng)開關(guān)管Q3關(guān)斷，開關(guān)電源正常供電；開關(guān)管Q3導(dǎo)通，開關(guān)電源對輸入電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至輸出電壓保持正常穩(wěn)定的輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述的反饋電路通過一二極管Dl與PWM電源控制芯片IC相連組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及交流-直流變換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器。一種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器，一種高精度集成隔離電源轉(zhuǎn)換器，包括線路板和轉(zhuǎn)換器外殼，所述的線路板包括整流電路，濾波電路，變壓器，PWM控制電路，反饋電路和輸出電路，其中該整流電路與濾波電路相連，該濾波電路和該P(yáng)WM控制電路與變壓器相連，該變壓器與該輸出電路相連，該反饋電路與該P(yáng)WM控制電路相連，將焊接上述元器件的線路板放置于轉(zhuǎn)換器外殼的腔內(nèi)，在轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)填充密封膠，在高頻條件下采用密封膠的介電性能形成高頻等效電容，用于抑制電磁干擾，本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)小，散熱性能好，損耗低，防水，防塵，寬溫度使用范圍，線路簡單可靠。
文檔編號H02M7/02GK202406040SQ201120554520
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者林慶森, 林茂華, 陳敏 申請人:廈門賽特勒磁電有限公司