CN113162433A - 一种双路输出磁隔离反馈电路 - Google Patents
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Abstract
一种双路输出磁隔离反馈电路，包括正激电路、反馈电路、控制电路。正激主电路包括变压器T1、开关管Q1、整流续流单元、输出电感L1；反馈电路包括反馈芯片U1和数字隔离芯片U2，反馈芯片U1用于将分压后的输出直流电压转换为两路交流信号，数字隔离芯片U2用于对两路交流信号进行磁隔离转换后输出误差信号；控制电路包括DC整流单元和PWM控制芯片U3，DC整流单元用于对输出误差信号进行整流还原出直流信号送入PWM控制芯片U3，PWM控制芯片U3用于将直流信号变成PWM信号控制开关管Q1。此种双路输出磁隔离反馈电路，代替光耦隔离和常规的绕线式变压器隔离，既可有效解决光耦隔离应用中的缺陷，又易实现电源的小型化，可广泛应用于航天航空领域。
Description
技术领域
本发明涉及隔离电源技术，尤其与一种双路输出磁隔离反馈电路有关。
背景技术
市面上隔离电源目前主要有两种，一种是光耦隔离电源，虽然光耦隔离实现起来电路简单成本低，但是由于光耦本身的特性很难应用于航天航空领域；一种是绕线式变压器隔离电源，虽然可以弥补光耦隔离的缺陷，但它体积庞大，不易小型化，并且绕制的变压器参数差异大，很难保证电源输出的一致性。随着航天航空领域对隔离电源的需求量日益增长，急需寻求新的隔离电源。
发明内容
针对上述相关现有技术不足，本发明提供一种双路输出磁隔离反馈电路，代替常规的绕线式变压器实现磁隔离，既可有效解决光耦隔离应用中的缺陷，又易实现电源的小型化，可广泛应用于航天航空领域。
为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：
一种双路输出磁隔离反馈电路，包括：
正激电路，包括变压器T1、开关管Q1、整流续流单元、输出电感L1。变压器T1原边绕组n1一端连接Vin+，另一端连接开关管Q1的d极，开关管Q1的s极连接Vin-，变压器T1的副边绕组n2和副边绕组n3匝数相同，副边绕组n2和副边绕组n3连接整流续流单元，整流续流单元连接输出电感L1一端，输出电感L1另一端连接两路输出Vout+、Vout-，输出电感L1用于改善输出负载调整率；
反馈电路，包括反馈芯片U1和数字隔离芯片U2，反馈芯片U1通过分压单元连接其中一路输出Vout+，用于将分压后的输出直流电压采样后转换为两路交流信号，数字隔离芯片U2连接反馈芯片U1，用于对两路交流信号进行磁隔离转换后输出误差信号；
控制电路，包括DC整流单元和PWM控制芯片U3，DC整流单元连接数字隔离芯片U2和PWM控制芯片U3， DC整流单元用于对输出误差信号进行整流还原出直流信号送入PWM控制芯片U3， PWM控制芯片U3用于将直流信号变成PWM信号控制开关管Q1。
整流续流单元包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，二极管D1的正极连接副边绕组n2的正极输出端，二极管D1的负极连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接二极管D3的负极，二极管D3的正极连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接副边绕组n3的正极输出端，副边绕组n2和副边绕组n3的中间抽头连接地。
输出电感L1采用耦合电感，耦合电感的一个线圈一端连接二极管D1负极、另一端连接一路输出Vout+，另一个线圈一端连接二极管D4正极、另一端连接另一路输出Vout-。
正激电路还包括输入电容Cin、输出电容C2和输出电容C3，输入电容Cin并联于Vin+和Vin-之间，输出电容C2并联于一路Vout+和地之间，输出电容C3并联于另一路Vout-和地之间。
变压器T1还具有复位绕组n4，复位绕组n4一端连接Vin+和原边绕组n1一端，复位绕组n4另一端连接复位二极管D5负极，复位二极管D5正极连接Vin-和开关管Q1的s极。
分压单元包括分压电阻R1和分压电阻R2，分压电阻R1一端连接一路输出Vout+，另一端连接反馈芯片U1和分压电阻R2一端，分压电阻R2另一端接地。
DC整流单元包括二极管D6和电容C1，二极管D6正极连接数字隔离芯片U2，负极连接PWM控制芯片U3和电容C1一端，电容C1另一端接地。
本发明的有益效果在于：
1、利用数字隔离芯片代替绕线式变压器，减小了双路输出电源的体积，提高了电源的可靠性；
2、利用控制芯片，反馈芯片和隔离芯片，实现了双路正激电源的精确控制，简化了电源的设计，提高了电源的一致性。
附图说明
本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本申请的范围。
图1为本申请实施例的电路结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本申请实施例一种双路输出磁隔离反馈电路，如图1所示，包括正激电路、反馈电路和控制电路。
如图1所示，具体的，正激电路包括变压器T1、开关管Q1、整流续流单元、输出电感L1、输入电容Cin、输出电容C2、输出电容C3、复位二极管D5等。
开关管Q1为nmos管。变压器T1具有原边绕组n1、副边绕组n2、副边绕组n3、复位绕组n4，副边绕组n2和副边绕组n3匝数相同。
变压器T1原边绕组n1一端连接Vin+，另一端连接开关管Q1的d极，开关管Q1的s极连接Vin-，复位绕组n4一端连接Vin+和原边绕组n1一端，复位绕组n4另一端连接复位二极管D5负极，复位二极管D5正极连接Vin-和开关管Q1的s极。输入电容Cin并联于Vin+和Vin-之间。
副边绕组n2和副边绕组n3连接整流续流单元，整流续流单元连接输出电感L1一端，输出电感L1另一端连接两路输出Vout+、Vout-，输出电感L1用于改善输出负载调整率。
在本实例中，整流续流单元包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，二极管D1的正极连接副边绕组n2的正极输出端，二极管D1的负极连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接二极管D3的负极，二极管D3的正极连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接副边绕组n3的正极输出端，副边绕组n2和副边绕组n3的负极输出端均连接二极管D3的负极，二极管D3的负极连接地。
在本实例中，输出电感L1采用耦合电感，耦合电感的一个线圈一端连接二极管D1负极、另一端连接一路输出Vout+，另一个线圈一端连接二极管D4正极、另一端连接另一路输出Vout-。
输出电容C2并联于一路Vout+和地之间，输出电容C3并联于另一路Vout-和地之间。
如图1所示，具体的，反馈电路包括反馈芯片U1和数字隔离芯片U2，反馈芯片U1通过分压单元连接其中一路输出Vout+，用于将分压后的输出直流电压采样后转换为两路交流信号，数字隔离芯片U2连接反馈芯片U1，用于对两路交流信号进行磁隔离转换后输出误差信号。
其中，分压单元包括分压电阻R1和分压电阻R2，分压电阻R1一端连接一路输出Vout+，另一端连接反馈芯片U1和分压电阻R2一端，分压电阻R2另一端接地。
具体的，反馈芯片U1的IN-引脚连接于分压电阻R1和分压电阻R2之间，GND引脚连接地，DRVA引脚和DRVB引脚分别连接数字隔离芯片U2的信号输入正负引脚，数字隔离芯片U2的信号输出引脚连接二极管D6的正极。
其中，反馈芯片U1可以采用UCx901系列芯片或类似功能芯片，可以将经过分压电阻R1和分压电阻R2分压后的输出直流电压，经过内部误差放大器和调幅电路转换为两路交流信号。
其中，数字隔离芯片U2可以采用ADuM系列芯片，代替常规的绕线式变压器实现磁隔离，芯片体积小，可靠性高，应用在电路中可有效的减小电源的体积，提高可靠性。
如图1所示，具体的，控制电路包括DC整流单元和PWM控制芯片U3，DC整流单元连接数字隔离芯片U2和PWM控制芯片U3，其中，DC整流单元包括二极管D6和电容C1，二极管D6正极连接数字隔离芯片U2，负极连接PWM控制芯片U3和电容C1一端，电容C1另一端连接m地。
具体的，PWM控制芯片U3的VFB引脚和GND引脚分别连接于电容C1两端，驱动输出引脚经过栅极电阻连接至开关管Q1的g极。
DC整流单元用于对输出误差信号进行整流还原出直流信号送入PWM控制芯片U3，PWM控制芯片U3用于将直流信号变成PWM信号控制开关管Q1，从而实现正激电源两路电压输出的稳定。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种双路输出磁隔离反馈电路，其特征在于，包括：
正激电路，包括变压器T1、开关管Q1、整流续流单元、输出电感L1，变压器T1原边绕组n1一端连接Vin+，另一端连接开关管Q1的d极，开关管Q1的s极连接Vin-，变压器T1的副边绕组n2和副边绕组n3匝数相同，副边绕组n2和副边绕组n3连接整流续流单元，整流续流单元连接输出电感L1一端，输出电感L1另一端连接两路输出Vout+、Vout-，输出电感L1用于改善输出负载调整率；
反馈电路，包括反馈芯片U1和数字隔离芯片U2，反馈芯片U1通过分压单元连接其中一路输出Vout+，用于将分压后的输出直流电压采样后转换为两路交流信号，数字隔离芯片U2连接反馈芯片U1，用于对两路交流信号进行磁隔离转换后输出误差信号；
控制电路，包括DC整流单元和PWM控制芯片U3，DC整流单元连接数字隔离芯片U2和PWM控制芯片U3，DC整流单元用于对输出误差信号进行整流还原出直流信号送入PWM控制芯片U3，PWM控制芯片U3用于将直流信号变成PWM信号控制开关管Q1。
2.根据权利要求1所述的双路输出磁隔离反馈电路，其特征在于，整流续流单元包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，二极管D1的正极连接副边绕组n2的正极输出端，二极管D1的负极连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接二极管D3的负极，二极管D3的正极连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接副边绕组n3的正极输出端，副边绕组n2和副边绕组n3的中间抽头连接地。
3.根据权利要求2所述的双路输出磁隔离反馈电路，其特征在于，输出电感L1采用耦合电感，耦合电感的一个线圈一端连接二极管D1负极、另一端连接一路输出Vout+，另一个线圈一端连接二极管D4正极、另一端连接另一路输出Vout-。
4.根据权利要求3所述的双路输出磁隔离反馈电路，其特征在于，正激电路还包括输入电容Cin、输出电容C2和输出电容C3，输入电容Cin并联于Vin+和Vin-之间，输出电容C2并联于一路Vout+和地之间，输出电容C3并联于另一路Vout-和地之间。
5.根据权利要求1所述的双路输出磁隔离反馈电路，其特征在于，变压器T1还具有复位绕组n4，复位绕组n4一端连接Vin+和原边绕组n1一端，复位绕组n4另一端连接复位二极管D5负极，复位二极管D5正极连接Vin-和开关管Q1的s极。
6.根据权利要求1所述的双路输出磁隔离反馈电路，其特征在于，分压单元包括分压电阻R1和分压电阻R2，分压电阻R1一端连接一路输出Vout+，另一端连接反馈芯片U1和分压电阻R2一端，分压电阻R2另一端接地。
7.根据权利要求1所述的双路输出磁隔离反馈电路，其特征在于，DC整流单元包括二极管D6和电容C1，二极管D6正极连接数字隔离芯片U2副边的输出，负极连接PWM控制芯片U3和电容C1一端，电容C1接地。
8.根据权利要求1所述的双路输出磁隔离反馈电路，其特征在于，反馈芯片U1为UCx901系列芯片。
9.根据权利要求1所述的双路输出磁隔离反馈电路，其特征在于，数字隔离芯片U2为ADuM系列芯片。
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