高精度變壓器隔離控制電路的製作方法

2023-05-15 12:09:01 1

專利名稱：高精度變壓器隔離控制電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電子電路製造技術領域，涉及一種用於開關電源的變壓器隔離控制電路，具體涉及一種高精度變壓器隔離控制電路。
背景技術：
現代開關電源都採用隔離反饋控制技術，切斷噪聲傳播的路徑，從而達到抑制幹擾的效果。光電隔離器對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，在各種電路中得到廣泛的應用；然而光電隔離器的溫度範圍比較窄，其性能會隨溫度的升高有一個顯著的變化，致使其在溫度比較高的環境中無法應用。因此在較高的溫度環境中用變壓器隔離控制電路取代光電隔離器；目前常用的變壓器隔離控制電路大多存在隔離精度差、隔離溫漂大等問題，限制了變壓器隔離控制電路的應用範圍。

實用新型內容為了克服上述現有技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種隔離精度高、隔離溫漂小的高精度變壓器隔離控制電路，擴大了變壓器隔離控制電路的應用範圍。為實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是，一種高精度變壓器隔離控制電路，包括依次相連接的波形產生電路、驅動電路、隔離變壓器和信號變換電路；其中，波形產生電路，用於產生方波信號，並將該方波信號傳輸給驅動電路；驅動電路，用於接收波形產生電路傳輸的方波信號，通過該方波信號控制金氧半場效電晶體導通與關斷；隔離變壓器，用於當驅動電路中的金氧半場效電晶體導通時，將開關電源輸出電壓加在隔離變壓器原邊；並將該開關電源輸出電壓傳遞到隔離變壓器的副邊；實現開關電源輸出電壓和輸入電壓的隔離，並以設定的匝比將開關電源輸出電壓信號送至信號變換電路；信號變換電路，用於接收隔離變壓器傳遞的開關電源輸出電壓信號，將接收到的開關電源輸出電壓信號變換處理後送至脈寬調製器的電壓誤差放大器，和脈寬調製器內部的電壓測定放大器的基準進行比較，控制開關電源開關管的導通時間，實現對開關電源輸出電壓的精確控制。波形產生電路產生的方波信號的頻率為780KHZ、佔空比為50%。本實用新型變壓器隔離控制電路，具有控制精度高、溫度範圍寬、溫漂小的特點， 解決了傳統變壓器隔離控制電路中存在的可靠性、隔離精度差等問題。且電路結構簡單、成本低廉，可廣泛用在航空航天及對溫度要求較高的領域。

圖1是本實用新型變壓器隔離控制電路的結構示意圖。圖2是本實用新型變壓器隔離控制電路的原理圖。[0013]圖中，1.波形產生電路，2.驅動電路，3.隔離變壓器，4.信號變換電路，5.開關電源變壓器，6.開關電源輸出級。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。如圖1所示，本實用新型變壓器隔離控制電路的結構，包括依次相連接的波形產生電路1、驅動電路2、隔離變壓器3和信號變換電路4。波形產生電路1，用於產生頻率為780KHZ、佔空比為50%的方波信號，並將該方波信號傳輸給驅動電路2;驅動電路2，用於接收波形產生電路1傳輸的方波信號，通過該方波信號控制金氧半場效電晶體(MOSFET) Q的導通與關斷；隔離變壓器3，用於當驅動電路2中的金氧半場效電晶體(MOSFET)Q導通時，將開關電源輸出電壓加在隔離變壓器3的原邊；並將該開關電源輸出電壓傳遞到隔離變壓器3 的副邊；實現開關電源輸出電壓和輸入電壓的隔離，並以設定的匝比將開關電源輸出電壓信號送至信號變換電路4;信號變換電路4，用於接收隔離變壓器3傳遞的開關電源輸出電壓信號，將接收到的開關電源輸出電壓信號變換處理後送至脈寬調製器IC2的電壓誤差放大器，和脈寬調製器IC2內部的電壓測定放大器的基準進行比較，控制開關電源開關管的導通時間，實現對開關電源輸出電壓的精確控制。本實用新型變壓器隔離控制電路的原理圖，如圖2所示，該隔離控制電路包括時基電路IC1，時基電路ICl位于波形產生電路1中，時基電路ICl的第4腳和第8腳短接， 該短接點分別與第一電阻Rl的一端和第一電容Cl的一端相連接，第一電阻Rl的另一端與開關電源輸出級Vout連接，第一電容Cl的另一端與開關電源輸出地連接。時基電路ICl 的第2腳和第6腳短接，該短接處分別與第二電阻R2的一端和第二電容C2的一端相連接， 第二電容C2的另一端與開關電源輸出地連接，時基電路ICl的第1腳也接開關電源的輸出地。時基電路ICl的第3腳分別與第二電阻R2的另一端和驅動電路2中第三電阻R3 的一端相接，第三電阻R3的另一端與金屬氧化物半導體電晶體(M0S管)Q的柵極G和第四電阻R4的一端相連接，金氧半場效電晶體(MOSFET) Q的源極S和第四電阻R4的另一端分別接開關電源的輸出地。金氧半場效電晶體(MOSFET) Q的漏極D接隔離變壓器3的第1 腳。隔離變壓器3的第2腳分別與開關電源輸出級Vout和第一電阻Rl的另一端相連接；隔離變壓器3的第3腳分別與第三電容C3的一端、第四電容C4的一端、第五電阻R5的一端、第六電阻R6的一端和第二二極體D2的正極相連接；第六電阻R6的另一端接脈寬調製器IC2的VREF端；隔離變壓器3的第4腳與第一二極體Dl的正極相連接，第一二極體Dl 的負極分別與第三電容C3的另一端、第五電阻R5的另一端和脈寬調製器IC2的FB端相連接；第四電容C4的另一端和第二二極體D2的負極接脈寬調製器IC2的信號地GND。將本變壓器隔離控制電路與開關電源的輸出級相連接。由時基電路IC1、第一電阻 R1、第一電容Cl、第二電容C2、第二電阻R2組成的波形產生電路1產生一個780KHz、佔空比為50%的方波信號，該方波信號送入由第三電阻R3、第四電阻R4和MOS管組成的驅動電路2，通過第三電阻R3加到MOS管的柵極G，控制MOS管的開啟和截止，由MOS管Q驅動隔離變壓器3工作，將開關電源輸出電壓傳遞到隔離變壓器3的副邊，然後經第一二極體D1、 第三電容C3、第四電容C4、第五電阻R5、第六電阻R6和第二二極體D2處理後送至脈寬調製器IC2內部的誤差放大器FB端作為比較信號，和脈寬調製器IC2內部的電壓測定放大器的基準進行比較，根據比較結果，控制開關電源開關管的導通時間，實現對輸出電壓的精確控制(控制精度< 1%)。 本實用新型高精度變壓器隔離控制電路，具有控制精度高、溫度範圍寬、溫漂小的特點，且電路結構簡單、成本低廉、調試容易，可廣泛用在航空航天及對溫度要求較高的領域。
權利要求1.一種高精度變壓器隔離控制電路，其特徵在於，該隔離控制電路包括依次相連接的波形產生電路(1)、驅動電路(2)、隔離變壓器(3)和信號變換電路(4);其中，波形產生電路(1)，用於產生方波信號，並將該方波信號傳輸給驅動電路(2)；驅動電路(2)，用於接收波形產生電路(1)傳輸的方波信號，通過該方波信號控制金氧半場效電晶體導通與關斷；隔離變壓器(3)，用於當驅動電路(2)中的金氧半場效電晶體導通時，將開關電源輸出電壓加在隔離變壓器(3)原邊；並將該開關電源輸出電壓傳遞到隔離變壓器(3)的副邊；實現開關電源輸出電壓和輸入電壓的隔離，並以設定的匝比將開關電源輸出電壓信號送至信號變換電路(4);信號變換電路(4)，用於接收隔離變壓器(3)傳遞的開關電源輸出電壓信號，將接收到的開關電源輸出電壓信號變換處理後送至脈寬調製器(IC2)的電壓誤差放大器，和脈寬調製器(IC2)內部的電壓測定放大器的基準進行比較，控制開關電源開關管的導通時間，實現對開關電源輸出電壓的精確控制。
2.根據權利要求1所述的變壓器隔離控制電路，其特徵在於，所述波形產生電路(1)產生的方波信號的頻率為780KHz、佔空比為50%。
3.根據權利要求1所述的變壓器隔離控制電路，其特徵在於，該隔離控制電路包括時基電路(IC1)，時基電路(ICl)的第4腳和第8腳短接，該短接點分別與第一電阻(Rl)的一端和第一電容(Cl)的一端相連接，第一電阻(Rl)的另一端與開關電源輸出級Vout連接，第一電容(Cl)的另一端與開關電源輸出地連接；時基電路(ICl)的第2腳和第6腳短接，該短接處分別與第二電阻(R2)的一端和第二電容(C2)的一端相連接，第二電容(C2)的另一端與開關電源輸出地連接，時基電路(ICl)的第1腳也接開關電源的輸出地；時基電路(ICl)的第3腳分別與第二電阻(R2)的另一端和第三電阻(R3)的一端相接， 第三電阻(R3)的另一端與MOS管的柵極G和第四電阻(R4)的一端相連接，MOS管的源極S 和第四電阻(R4)的另一端分別接開關電源的輸出地；MOS管的漏極D接隔離變壓器(3)的第1腳；隔離變壓器(3)的第2腳分別與開關電源輸出級Vout和第一電阻(Rl)的另一端相連接；隔離變壓器(3)的第3腳分別與第三電容(C3)的一端、第四電容(C4)的一端、第五電阻 (R5)的一端、第六電阻(R6)的一端和第二二極體(D2)的正極相連接；第六電阻(R6)的另一端接脈寬調製器(IC2)的VREF端；隔離變壓器(3)的第4腳與第一二極體(Dl)的正極相連接，第一二極體(Dl)的負極分別與第三電容(C3)的另一端、第五電阻(R5)的另一端和脈寬調製器(IC2)的FB端相連接；第四電容(C4)的另一端和第二二極體(D2)的負極接脈寬調製器(IC2)的信號地GND。
專利摘要本實用新型公開了一種高精度變壓器隔離控制電路，包括能產生方波信號的波形產生電路，驅動電路通過該方波信號控制金氧半場效電晶體導通與關斷；驅動電路中的金氧半場效電晶體導通時，隔離變壓器將開關電源輸出電壓加在原邊；並將該電壓傳遞到副邊；使開關電源輸出電壓和輸入電壓隔離，並以設定的匝比將開關電源輸出電壓信號送至信號變換電路；信號變換電路將接收的開關電源輸出電壓信號處理後送至電壓誤差放大器，和電壓測定放大器的基準進行比較，控制開關電源開關管的導通時間，實現對開關電源輸出電壓的精確控制。本控制電路結構簡單、成本低廉，具有控制精度高、溫度範圍寬、溫漂小的特點，可廣泛用在航空航天及對溫度要求較高的領域。
文檔編號H02M7/21GK202268815SQ201120347960
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月16日 優先權日2011年9月16日
發明者郭順吉 申請人:天水七四九電子有限公司, 天水華天微電子股份有限公司