微功率隔离电源设计
3000W隔离电源制作
3000W隔离电源制作隔离电源在音响方面应用比较多,常用在进口音响器材的电压转换;胆机石机电源隔离等方面。
有滤去高频杂波;净化电源等效果,好的隔离电源会对声音整体有好处,也起到安全电源的作用。
材料准备:全部材料在10月2日开始准备,花了差不多一个月才准备好。
隔离电源的关键部件是隔离牛和外壳,隔离牛大小决定外壳的大小,也要看实际用家的要求。
机壳我选择了标准的430X380X250MM尺寸。
外壳的小孔是自己钻的,大的送去朋友那里线割或加工。
隔离牛原定是想用1800W单个的,但考虑到会接大功率后级(一般功率要有额定的2倍余量),再看看自己手头上的铁芯材料,最后决定用2个1500W的隔离牛,3000W应可以满足常规的要求了。
牛的绕制和外壳的加工在业余制作的情况下花了约10天。
其他的材料基本都是在五金店或网上买到的,插座选用二手美国的20A美标橙色插座(选用橙色只是个人觉得好看,可以选用其他颜色的,价格也便宜),滤波器用西门子的20A。
关键部件:隔离牛铁芯和铜线是手头上现有的,我选用的是E牛。
经计算,初级220V用1.68MM,次级0—100V—110V用4X1.2MM的方铜。
2个隔离牛次级串联使用。
额定输出电流约15A。
单个绕好后20公斤(想不到2个牛使用了11公斤多的铜线)。
制作要点:材料准备好了,开始动工。
前天刚出差回来,昨天一早就开始动手,今天刚刚完工。
制作经过就不多说了,相信大家喜欢DIY的懂,隔离电源线路比较简单。
主要和大家说明几点:开关最好选用空气开关,因隔离牛功率不小,开机电流很大。
滤波器应选用20A或20A以上的高质量滤波器,如选用不当,在接大功率后级时会对声音有影响。
隔离牛最好不要选用环牛,一般应选用E牛或C牛等,主要考虑牛的负载特性,当然,使用环牛成本会低很多的。
制作过程中,还考虑到这电源会做测试用,就在前面板装了6个输出端子,输出电压分别是:0—100V—110V—210V—220V—地线。
微功率 dcdc 隔离
微功率 dcdc 隔离
微功率DC-DC隔离是指在微型电子设备中使用的一种电源转换
技术。
在微功率应用中,通常需要将输入电压转换为不同的输出电压,同时需要进行隔离以确保电路之间的安全性和稳定性。
DC-DC
转换器是一种用于将直流电压从一个电路转换到另一个电路的装置,而隔离则是指在转换过程中通过电磁或光学的方式隔离输入和输出
电路,以防止电压峰值、电磁干扰和电气噪声的传播。
在微功率应用中,通常需要考虑到功率效率、尺寸和成本等因素。
因此,设计微功率DC-DC隔离转换器时需要综合考虑这些因素。
通常采用的技术包括开关电源技术、谐振电路技术和多级转换技术等,以实现高效率和小型化的设计。
此外,微功率DC-DC隔离在一些特定领域有着广泛的应用,比
如便携式电子设备、医疗器械、传感器网络和无线通信等。
在这些
应用中,对于电源转换器的稳定性、可靠性和电磁兼容性等方面的
要求较高,因此需要针对性地设计和选择合适的微功率DC-DC隔离
转换器。
总的来说,微功率DC-DC隔离转换器是一种在微型电子设备中
常见的电源转换技术,其设计需要综合考虑功率效率、尺寸和成本等因素,同时也需要根据具体应用领域的要求进行针对性的设计和选择。
隔离dcdc电源拓扑结构
隔离dcdc电源拓扑结构一、引言隔离DC-DC电源作为电子产品中不可或缺的组成部分,其主要功能是将输入电压转换为所需的输出电压,并且通过隔离器件实现输入输出间的电气隔离。
本文将介绍隔离DC-DC电源的拓扑结构。
二、非隔离式DC-DC电源非隔离式DC-DC电源是最简单的一种拓扑结构,其原理如下:通过一个开关管控制输入电压,使得输入电压在开关管导通期间充入能量存储元件(如电感),在开关管截止期间释放能量存储元件中的能量并将其转换为所需输出电压。
由于该结构没有使用隔离器件进行输入输出间的隔离,因此存在安全风险。
三、反激式DC-DC电源反激式DC-DC电源是一种基于变压器实现输入输出间隔离的拓扑结构,其原理如下:通过一个开关管控制输入端与变压器之间的连接,使得输入端充入能量存储元件(如电容),当开关管截止时,在变压器中产生高频交流磁场,通过磁耦合将能量传递到输出端,再通过输出端的整流电路转换为所需输出电压。
由于该结构使用了变压器进行输入输出间的隔离,因此能够有效降低安全风险。
四、正激式DC-DC电源正激式DC-DC电源是一种基于变压器实现输入输出间隔离的拓扑结构,其原理如下:通过一个开关管控制输入端与变压器之间的连接,使得输入端充入能量存储元件(如电感),当开关管导通时,在变压器中产生高频交流磁场,通过磁耦合将能量传递到输出端,再通过输出端的整流电路转换为所需输出电压。
由于该结构使用了变压器进行输入输出间的隔离,因此能够有效降低安全风险。
五、谐振式DC-DC电源谐振式DC-DC电源是一种基于谐振现象实现输入输出间隔离的拓扑结构,其原理如下:在开关管导通时,将能量存储元件中的能量传递到谐振网络中;在开关管截止时,利用谐振网络中形成的高频交流磁场将能量传递到输出端。
由于该结构使用了谐振网络进行输入输出间的隔离,因此能够有效降低安全风险。
六、总结本文简要介绍了隔离DC-DC电源的拓扑结构,包括非隔离式DC-DC电源、反激式DC-DC电源、正激式DC-DC电源和谐振式DC-DC电源。
10w隔离电源方案
10w隔离电源方案隔离电源是指在输入端和输出端之间有一个适当的绝缘层来隔离输入端和输出端的电气连接。
它主要用于保证电路之间的安全隔离、减少电感和电容的耦合、提供电流的稳定性等方面。
下面是一份关于10W隔离电源方案的参考内容。
1. 选取隔离电源的类型:根据应用环境、功率需求和成本因素,可以选择各种类型的隔离电源,如交流输入型、直流输入型、带电池备份型等。
根据10W功率的需求,可以选择适合的交流输入型或直流输入型隔离电源。
2. 计算电源的输出参数:根据实际的应用需求,确定电源的输出电压和输出电流。
输出电压一般根据所驱动的设备来决定,常见的输出电压有5V、12V、24V等。
输出电流则根据所驱动设备的功率需求来确定。
3. 设计电源的输入保护:为了保护电源内部电路免受输入端电压的不稳定、突变等因素的影响,可以采用过压保护、欠压保护、过流保护等手段。
过压保护可以采用电压稳压器或电压调节电路,欠压保护可以采用欠压检测电路,过流保护可以采用电流保护电路等。
4. 选择合适的隔离电源模块:市场上有许多成熟的隔离电源模块可供选择,可以根据应用需求选择合适的隔离电源模块。
在选择时要考虑到输出电压的稳定性、效率、温升以及电源模块的可靠性等。
5. 进行电路原理图设计:根据选定的隔离电源模块的规格和要求,设计电路原理图。
电路原理图中要包括输入滤波电路、隔离变压器、电源模块、输出电路等。
6. 进行电路布局和走线设计:根据电路原理图设计合理的电路布局和走线。
电路布局要避免高功率部件与低功率部件之间的相互干扰,走线要考虑到信号的参考面和信号路径的最短长度等因素。
7. 进行电路仿真和优化:使用电路仿真软件对电路进行仿真和优化,验证电路的性能和稳定性。
可以根据仿真结果对电路进行优化和调整。
8. 进行电路板设计和制造:将电路原理图转换为电路板设计,并进行电路板的制造和组装。
制造过程中要注意电路板的层间绝缘、焊接质量和电路板尺寸与布局的合理性等。
隔离电源方案
隔离电源方案隔离电源方案1. 引言在电子设备的设计和应用中,隔离电源是一种重要的电源方案。
隔离电源具有将输入电源和输出电路完全隔离的特性,可以提供更高的安全性和可靠性。
本文将介绍隔离电源的工作原理和常见的实现方式,并探讨其在不同应用领域的优势和具体设计要点。
2. 隔离电源的工作原理隔离电源通过使用变压器将输入电源和输出电路进行物理隔离,从而实现输入和输出之间的电气隔离。
其主要工作原理如下:1. 输入侧变压器:隔离电源的输入侧通过变压器将输入电压变换为合适的电压,并且在变压器中通过绝缘层实现输入和输出之间的电气隔离。
变压器还可以提供电源交流信号的相位变换功能。
2. 输出侧整流和滤波:隔离电源的输出侧通常需要进行整流和滤波处理,将交流信号转换为稳定的直流电压。
这可以通过整流桥和滤波电容来实现。
3. 输出侧稳压和保护:隔离电源的输出侧还需要进行稳压和保护的处理,以确保输出电压在设定范围内稳定,并且可以对过载、短路等异常情况进行保护。
3. 隔离电源的实现方式隔离电源可以通过多种方式来实现,下面介绍几种常见的实现方式:1. 离线开关电源:这种方式是一种常见的隔离电源实现方式,通过离线开关电源的工作原理,实现输入和输出之间的电气隔离。
离线开关电源具有高效率、稳定性好等特点,广泛应用于计算机、通信设备等领域。
2. 直流-直流隔离电源:这种方式将输入直流电源转换为另一个输出直流电源,通过变压器的物理隔离实现输入和输出之间的电气隔离。
这种方案常见于工业控制、充电器等领域。
3. 带有光耦隔离的电源:在一些对安全性要求较高的场合,可以采用带有光耦隔离的电源方案。
光耦隔离可以通过光电转换器实现输入和输出之间的电气隔离,具有较高的抗干扰性和安全性。
4. 隔离电源的应用领域隔离电源广泛应用于各个领域,以下是几个常见的应用领域:1. 工业控制:在工业控制系统中,由于环境复杂、噪声干扰较大等特点,使用隔离电源可以有效提高系统的稳定性和抗干扰性。
dcdc隔离电源方案
dcdc隔离电源方案隔离电源是一种稳压电源,主要是将输入的交流电能转换成可以满足诸如电池需求的直流电能,该电源具有使输出稳定的特性,在现在的电子行业中应用较为广泛。
DC-DC隔离电源是其中比较常用的一种,具有易于操作、可靠性高等优点,是电源系统的重要组成部分。
DC-DC隔离电源,是指能将输入端的交流或直流电能有效转换成输出端的直流电能的一种设备,是一种无线电源,可以将外部的交流电压转换成与它相隔的直流电压,并能够不受外部电源干扰而有效输出。
DC-DC隔离电源目前应用非常广泛,可以在医疗设备、电脑、汽车电子系统、电力电子系统等行业中找到它的踪迹。
它可以有效解决高压输入电源在低压负载驱动时由于功率损耗和安全要求而导致的隔离性,从而保证上游电源与下游负载的隔离性。
DC-DC隔离电源器的分类根据不同的输入输出结构,DC-DC隔离电源的分类主要有:单端隔离型、直流回路隔离型、双端回路隔离型和双端脉冲回路隔离型等。
1、单端隔离型:该结构由单相输入端和单相输出端组成,只有一端有输出,输入和输出完全隔离,无法创造功率回路。
2、直流回路隔离型:该结构的输入端和输出端都由直流回路隔离,它可以将输入功率转换成输出功率,可提供大功率,保护敏感电子元件。
3、双端回路隔离型:该结构的输入端和输出端为双端回路,具有较高的功率回路,可更好地保护电子设备。
4、双端脉冲回路隔离型:具有双端脉冲回路结构,脉冲信号在输入端和输出端进行传递,此结构可以提供更高的屏蔽率,使电子设备得到更好的保护。
DC-DC隔离电源的优点DC-DC隔离电源在应用中拥有多项优点:1、负载范围较大:它可以满足大范围的工作电压要求,可以从单路输出到多路输出,能满足不同的系统设计需求。
2、安全可靠:它能够有效产生隔离效应,保证电源的安全性,解决不同的隔离要求。
3、高开关频率:它可以提供更高的开关频率,从而带来更小的尺寸、更低的功耗、更高的稳定性。
4、低噪音:它具有低噪音特性,满足噪音要求,保证系统的稳定性。
dcdc隔离电源的共模抑制方案
dcdc隔离电源的共模抑制方案
DCDC隔离电源是一种常用的电源供应方案,它可以将输入电源与输出电源完全隔离开来,从而有效地防止共模噪声的传递。
共模噪声是指同时出现在输入电源的正负极之间的噪声信号,它会对电路的正常工作产生干扰。
为了提高共模抑制能力,我们可以采取以下方案:
1. 优化电源布局:将输入端和输出端分开布置,尽量减小它们之间的电磁耦合。
合理规划电源线路的走向,避免过长的线路和过近的距离,以减少共模噪声的传播。
2. 采用滤波器:在输入端和输出端分别设置滤波器,可以有效地滤除共模噪声。
滤波器的设计要根据实际情况选择合适的参数,以确保共模噪声的抑制效果。
3. 使用高品质元件:选择高品质的电容和电感元件,可以提高共模抑制能力。
同时,合理选择元件的参数,如电容的额定电压和电感的电感值,以确保元件在工作时能够有效地抑制共模噪声。
4. 增加屏蔽层:在电源电路周围添加屏蔽层,可以有效地阻挡外部的电磁干扰,减少共模噪声的影响。
5. 优化接地设计:合理规划电源电路的接地方式,减少接地回路的干扰。
同时,通过增加接地电阻和隔离接地等方式,提高电源电路的共模抑制能力。
通过合理的电路设计和元件选择,可以提高DCDC隔离电源的共模抑制能力。
这些方案旨在减小共模噪声的影响,保证电路的稳定运行,提高系统的可靠性。
在实际应用中,还应根据具体需求进行调试和优化,以达到最佳的共模抑制效果。
几种隔离LED驱动电源方案[附电路图]
几种隔离LED驱动电源方案[附电路图]在全球能源短缺、环保要求不断提高的背景下,世界各国均大力发展绿色节能照明。
LED照明作为一种革命性的节能照明技术,正在飞速发展。
然而,LED驱动电源的要求也在不断提高。
高效率、高功率因数、安全隔离、符合EMI标准、高电流控制精度、高可靠性、体积小、成本低等正成为LED驱动电源的关键评价指标。
LED驱动电源的具体要求LED是低压发光器件,具有长寿命、高光效、安全环保、方便使用等优点。
对于市电交流输入电源驱动,隔离输出是基于安全规范的要求。
LED驱动电源的效率越高,则越能发挥LED高光效,节能的优势。
同时高开关工作频率,高效率使得整个LED驱动电源容易安装在设计紧凑的LED灯具中。
高恒流精度保证了大批量使用LED照明时的亮度和光色一致性。
10W以下功率LED灯杯应用方案目前10W以下功率LED应用广泛,众多一体式产品面世,即LED驱动电源与LED灯整合在一个灯具中,方便了用户直接使用。
典型的灯具规格有GU10、E27、PAR30等。
针对这一应用,我们设计了如下方案(见图1)图1:基于AP3766的LED驱动电路原理图该方案特点如下:1. 基于最新的LED专用驱动芯片AP3766,采用原边控制方式,无须光耦和副边电流控制电路,实现隔离恒流输出,电路结构简单。
通过电阻R5检测原边电流,控制原边电流峰值恒定,同时控制开关占空比,保持输出二极管D1的导通时间和整个开关周期时间比例恒定,实现了输出电流的恒定。
2. AP3766采用专有的“亚微安启动电流”技术,仅需0.6μA的启动电流,因此降低了启动电阻R1和R2上的功耗,提高了系统效率。
典型5W应用效率大于80%,空载功耗小于30mW。
3. AP3766采用恒流收紧技术实现垂直的恒流特性,恒流精度高。
4. 电路元件数量少,AP3766采用SOT-23-5封装,体积小,整个电路可以安装在常用规格灯杯中。
小功率高压隔离电源的设计与实现
Power Electronics •电力电子Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 223【关键词】隔离电源 SG3525 PWM 过流保护随着科学技术的迅速发展,日常生活和工业生产中电气设备越来越多,高压设备击穿空气放电和大功率电机启动停止产生大量干扰,对供电电源也提出了新的要求。
开关电源因转化效率高,体积小等优势得到广泛的应用,国外开关电源研究起步较早,1955年美国科学家罗耶提出了利用磁芯饱和的特点来进行自激振荡的晶体管直流变换器;1964年美国提出串联开关电源,促进开关电源的发展;1988年,国外科学家提出移相全桥变换器的概念;2000年,Hiromitsu 提出了带有变压器隔离的半桥变换器。
相比而言国内发展相对缓慢,2007年,钱荔提出了推挽全桥双向DCDC 变换器;2016年史春玉提出软开关推挽正激变换器。
带变压器的隔离电源可以实现两个模块之间的电源线隔离,防止危险信号的相互串扰,实现每个模块独立供电,防止一个模块因受高压放电或其它原因导致的损坏波及其它模块,提高了电路的可靠性。
目前市场上常见的变压器隔离电源是将实验的输入电源采用1:1的工频变压器与市电进行隔离,这样工作人员不论接触哪条线都不会发生触电的危险,但是工频变压器体积较大。
本文用SG3525为控制核心,提高隔离变压器的工作频率,隔离变压器的工作频率不再是50Hz ,减小变压器体积,采用半桥的变压器驱动方式,输出经过全桥整流与滤波,设计相关过流保护电路,并给出实验结果及分析。
1 系统组成小功率高压隔离电源的设计与实现文/赵韶华 王妍力 雷腾飞隔离电源系统主要包括过流保护电路、SG3525控制电路、半桥驱动电路、整流滤波电路等部分。
隔离电源系统结构图如图1所示。
直流电源为系统提供直流电源9-15V ,SG3525为控制核心,提供逆变所需的PWM 波,隔离变压器采用半桥驱动,变压器输出经过桥式整流电路DB207整流成直流,再经滤波输出,最后得到所需直流电压。
低压隔离电源方案
低压隔离电源方案
低压隔离电源方案是指将输入电压转换为低压电压并隔离输出电路的一种电源方案。
常见的低压隔离电源方案有以下几种:
1. 电源变压器:使用变压器将输入电压降低到较低的电压水平,并隔离输入和输出电路,以确保输出电路的安全性和稳定性。
2. 直流-直流转换器:使用直流-直流转换器将输入直流电压转
换为所需的低压直流电压,并通过隔离元件(如光电耦合器或变压器)实现输入和输出电路的隔离。
3. 开关电源:采用开关电源的PWM控制技术,将输入电压转
换成高频脉冲信号,通过变压器将其转换为所需的低压电压,并通过输出滤波电路获得稳定的输出电压。
4. 线性稳压器:采用线性稳压器将输入电压转换为稳定的输出电压,通过线性稳压器内部的电子元件来实现输入输出电路的隔离。
这些低压隔离电源方案可以根据具体的应用场景和要求选择使用,以满足不同的功率、效率和可靠性要求。
5V0.5A小功率开关电源ic SM7503隔离PSR方案
SM7503原边反馈控制IC隔离式PSR5V/0.5A方案
SM7503概述:
SM7503芯片是应用于离线式小功率AC/DC开关电源的高性能原边反馈控制功率开关芯片,在全电压输入范围内实现高精度恒压/恒流输出,精度均小于±3℅,并可使系统节省光耦和TL431等元件,降低成本。
芯片内部集成了高压功率开关、逐周期峰值电流限制、VDD过压保护、VDD欠压保护、VDD电压嵌位等完善的保护功能,以提高系统的可靠性。
SM7503原边反馈控制IC应用领域:LED照明驱动、电子门铃电源、充电器、待机电源、辅助电源方案等。
系统规格:
方案优势:
1.隔离反激拓扑,元器件少,低成本;
2.输出恒压精度高、系统效率高;
系统BOM:
系统电路图:
测试数据(输入电压220Vac条件下):
实物图及PCB图:。
两线制变送器微功率隔离电源设计
摘要 : 介绍 了一种 用于两线 制变送 器的微功率 隔离式电源, 心采用 高转换效 率的 IJD 核  ̄ C芯 片 M X 3 。它以降落 A 69
在 两线制 变送 器上 的 1 —3 C为输入 电压, 2 5vD 固定消耗 35m . A电流 , 提供 了两组 互相 隔离的 3v电源。与输入 不隔 离
A s atItdcdamco o e o t o e spl o owr W nmtrw i dp g o vro fc n C D bt c: r ue i - w ril e pwr up fw -i as t , hc aot h hcne i eiet I / C r no rp sa d y t e i e h si sn l i s)
的一组最大具有 5m A负载能力 , 与输入 隔离的一组 最大具有3m Af载能力 。
关键 词 : 功 率 ; 离电 源 ; 微 隔 两线 制 变送 器 ; 温度 补 偿
中图分类 号:N 0 ;P0 T 32T 33
文献标识码 : A
文章编号 :1 2 8120 )2 02— 3 10 —14( 70 —04 0 3 0
维普资讯
2O ห้องสมุดไป่ตู้ 07
仪 表 技 术 与 传 感 器
Is u n T c n q e a d S n o n t me t e h iu n e s r r No 2
.
第2 期
两线 制变 送器 微 功 率隔 离 电源 设计
梁 伟
c mp n ain t e ip tc re t e e rtr r tc u e y te tmp rtr h n e. o e s t o t u u r n mp a u e d i a s d b e a u e c a g o h n t f h e Ke ywo d : co p w r i lt p we u p y t o w r n m t r tmp rt r o e n a o r s m r- o e ;s ae o rs p l ; - e t s t ;e e a u ec mp st n i o d w i a r i e i
DC-DC隔离电源设计电路原理图
紧凑型全桥DC-DC隔离电源设计电路原理图新型电力电子器件IGBT作为功率变换器的核心器件,其驱动和保护电路对变换器的可靠运行至关重要。
集成驱动是一个具有完整功能的独立驱动板,具有安装方便、驱动高效、保护可靠等优点,是目前大、中功率IGBT驱动和保护的最佳方式。
集成驱动一般包括板上DC-DC隔离电源、PWM信号隔离、功率放大、故障保护等4个功能电路,各功能电路之间互相配合,完成IGBT的驱动及保护。
输入电源为板上原边各功能电路提供电源,两路DC-DC隔离电源输出分别驱动上、下半桥开关管,同时为IGBT侧故障检测和保护电路提供电源,因此集成驱动板上电源是所有电路工作的前提和基础。
文中的半桥IGBT集成驱动板需要两组隔离的正负电压输出,作为IGBT的驱动及保护电路电源。
由IGBT的驱动特点可知,其负载特性类似于容性负载,要达到可靠、快速的开通或关断,就要求电源具有很好拉/灌电流能力,即良好的动态特性。
半桥IGBT由上、下两路开关管组成,型号相同,导通、关断的驱动电压、电流特性一致,作为双路隔离DC-DC电源的负载,其负载特性是稳定的。
因此可以设计两路隔离电源,按照所要驱动的最大负载设计,不需要进行反馈控制。
实际设计时必须依据选用的IGBT开关管参数和工作频率,核算驱动板电源功率是否满足,若不满足,则需重新选用开关管。
1IGBT半桥集成驱动板电源设计1.1IGBT半桥集成驱动板电源特点电力电子变换拓扑中,以半桥IGBT为基本单元进行的拓扑设计最为广泛,相应地对其有效驱动和可靠保护由半桥IGBT集成驱动板实现。
半桥IGBT集成驱动板自身必须具备两路DC-DC隔离电源,该电源要求占用PCB面积小、体积紧凑、可靠性高,并且两组电源副边完全隔离。
在大功率半桥IGBT集成驱动单元的项目中,针对驱动单元需要高效、可靠的隔离电源,设计了一种电源变压器原边控制拓扑,即两组隔离电源变压器原边共用一组全桥控制的思路,提高了电源功率密度和效率,节省了功率开关数量。
隔离电源 方案
隔离电源方案
隔离电源是为了保护电路和人员安全而设计的,它可以将输入电源与输出电源进行隔离,避免因电流过大或短路等问题对设备和人员造成伤害。
下面介绍两种常见的隔离电源方案:
1. 采用变压器隔离:这种方案是通过在输入端和输出端之间加装变压器实现隔离保护。
输入端和输出端通过变压器的磁耦合实现电气隔离,从而避免输出端的电流或电压对输入端产生影响。
采用变压器隔离方案的隔离电源具有结构简单、使用可靠、安全性高等优点,但同时也存在着占用空间大、功率损耗大等缺点。
2. 采用光电耦合隔离:这种方案是通过在输入端和输出端之间加装光电耦合器实现隔离保护。
输入端和输出端通过光电耦合器实现光隔离,从而避免输出端的电流或电压对输入端产生影响。
采用光电耦合隔离方案的隔离电源具有体积小、功率损耗小、抗干扰能力强等优点,但同时也存在着成本较高、使用寿命有限等缺点。
需要根据具体的应用场景和要求来选择合适的隔离电源方案。
一些关键性设备或场合,建议采用变压器隔离;而对一些普通的电子设备,可以采用光电耦合隔离以实现简单可靠的隔离保护。
低成本隔离电源方案
低成本隔离电源方案在电子设计中,隔离电源是一种很常见的电源方案。
它能够有效地隔绝负载、主电源之间的电气接触,保证负载安全可靠。
但是,传统的隔离电源方案成本较高,不适用于一些低成本、小型化的应用场合。
因此,本文将介绍一种低成本的隔离电源方案。
隔离电源方案不同于非隔离电源方案,在输出端与输入端之间设置了隔离元件。
隔离元件包括变压器、光耦、电容等,能够有效地隔离输入电源和输出负载之间的电气联系,从而实现输出端电气隔离。
在某些应用场合,如医疗、工控等,电气隔离是必须要满足的条件。
传统的隔离电源方案多采用变压器作为隔离元件,但变压器成本较高,不利于低成本产品的应用。
因此,本文将介绍一种采用光耦和电容的低成本隔离电源方案。
本方案输入端采用整流电路,输出端采用电容分压电路,中间通过光耦实现隔离。
整流电路可采用桥式整流电路或全波整流电路,输出端电容选择根据负载功率、电气隔离等因素综合考虑。
光耦的选择需要根据输入输出电气参数、隔离电压、带宽等条件进行选择。
在设计过程中,需要考虑一些因素。
首先,需要明确整流电路的输入电压范围和输出电压范围。
其次,需要根据设计目标选定电容和光耦。
电容选型需要根据输出功率和电气隔离等要求进行选择,一般选择电解电容或聚丙烯薄膜电容。
光耦选型需要考虑隔离电压、输出电流、带宽等条件,一般选择高隔离电压、大输出电流、宽带宽的光耦。
在具体设计中,需要进行电路仿真并进行优化。
随着现代电子技术的不断发展,仿真工具已经成为设计过程不可缺少的工具。
在仿真中,可以验证电路的稳定性、可靠性和性能指标,并且通过优化参数来实现快速便捷的设计过程。
总之,本文介绍的低成本隔离电源方案以光耦和电容为主要隔离元件,具有成本低、应用范围广等优点,可广泛应用于一些低成本、小型化的电子产品设计中。
但对于一些严格要求电气隔离的场合,还需要根据具体情况选择更为完善的隔离电源方案。
隔离电源设计,这四点不可不知!
隔离电源设计,这四点不可不知!展开全文背景我们都知道,电源是电子系统的心脏,工业应用中为系统前级或接口供电的电源一般都要求有高的抗干扰性能,各种隔离型的模块电源模块应运而生。
你或许知道隔离电源的设计方案,但未必能够设计出一款稳定的电源。
一、电源模块为何需要隔离1、保护人员避免受到物理和电气伤害电源的隔离耐压在GB-4943国标中又叫抗电强度,这个GB-4943标准就是我们常说的信息类设备的安全标准,就是为了防止人员受到物理和电气伤害的国家标准,其中包括避免人受到电击伤害、物理伤害、爆炸等伤害。
如下图1为隔离电源结构图。
尤其是前级超出人体安全电压的直流DC-DC模块电源,如137.5VDC的铁路应用模块电源、光伏应用的1200VDC模块电源产品等,没有进行隔离的话,可能就会直接物理和电气伤害。
在医疗行业,对电源的隔离要求更高,一般都要求是加强绝缘隔离,隔离越高漏电流越小,几个毫安的漏电流就可以夺走一个病人的生命。
图1 GB-4943标准2、保护后级负载设备和系统隔离型电源输入与输出隔离分开,在电源产品出现异常时,可对后级负载设备和系统的保护作用,避免其受到电击伤害、物理伤害、爆炸等伤害。
常有看到遭受雷击浪涌、瞬间高压冲击损坏的电源产品,电路板上一大片面积的元器件被炸飞碳化掉,其实很多器件是被高压强压直接的串扰和辐射伤害到了,避免高压强压对后级弱电的伤害,隔离起到非常好的作用。
图2 后级负载损坏3、提高共模干扰抑制性能和抗干扰能力隔离型电源去除隔离电路之间的接地环路,可切断共模、浪涌等干扰信号的传播路径,有效降低地电势差和导线耦合干扰的影响,能提高共模干扰抑制性能和抗干扰能力,利于对干扰信号比较敏感的后级系统使用及集成,像仪器仪表、数据采集仪、嵌入式系统等高精度高要求的产品或系统,已被越来越广泛的应用,在对于远程工业通信的供电上,一般都用隔离电源为每个通信节点单独供电。
同时也具有更高的安全性和可靠性,尤其是EMC特性的传导骚扰、辐射骚扰和ESD静电放电等性能上也更好一些,且在系统中可轻松完成输出接线,而不与主接地发生冲突。
(整理)一种隔离式DCDC开关电源的设计.
一种隔离式DC/DC开关电源的设计摘要:本文结合实例介绍了利用LM2577制作的一种隔离式DC/DC开关直流稳压电源的电路设计及相应的电路图。
关键词:DC/DC;开关电源;隔离变换器;设计;分析LM2577是National Semicnductor公司生产的一种典型的升压式集成开关电源调整器,广泛应用在许多电子产品的电源电路中。
它具有外接元器件少、输入直流电源电压范围宽(3.5~40V)、输出开关电流达到3A、内部有固定频率(52kHz)振荡器、电流反馈型工作方式、有软启动、电流限制、欠压锁定和热关闭保护等功能。
可以接成简单升压、隔离和多输出电压的开关电源电路。
它的封装有5引脚的TO-220形式与4引脚的TO-3P形式等,输出直流电压有12V、15V和可调(ADJ)。
图1LM2577-ADJ典型电路典型升压DC/DC电路TO-220封装形式的LM2577-ADJ典型DC/DC升压形式的直流开关稳压电源电路图如图1所示。
它的内部有1.23V和2.5V能隙基准电压单元、52kHz固定频率锯齿波振荡器、RS触发器、晶体管驱动电路和峰值电流可以达到3A的晶体管,还包括峰值电流采样电阻、采样电流放大器、采样电压放大器,共同组成电压、电流误差反馈系统,以达到脉冲宽度调制(PWM)工作方式。
另外,还有软启动、欠压锁定、过流限制及热关断等单元。
如图1所示的直流开关稳压电源只需要外接八个元器件就可以组成一个U o>U i 的直接升压电源。
其中反馈取样电阻R1、R2的阻值可以确定直流输出端的电压值。
例如当输出直流电压为+12V时,R1的阻值为17.5kΩ,R2为2kΩ。
隔离式DC/DC开关稳压电源要求利用LM2577设计一个外形尺寸仅为25.4mm×25.4mm×10.1mm(1英寸×1英寸×0.4英寸)隔离式DC/DC开关电源模块,用于医疗设备的隔离检测供电系统。
该电源系统的具体要求如下:(1)输入端输入直流电源电压+12V;(2)隔离双路输出直流电源电压±12V;(3)输出最大平均电流50mA;(4)输出纹波电压小于5mV;(5)输入、输出相互隔离;(6)输入输出之间隔离击穿电压大于2000VDC;(7)具有已经给定的保护措施。
自制dcdc隔离电源设计
自制dcdc隔离电源设计
1、DC/DC电源电路简介
DC/DC电源电路又称为DC/DC转换电路,其主要功能就是进行输入输出电压转换。
一般我们把输入电源电压在72V以内的电压变换过程称为DC/DC 转换。
常见的电源主要分为车载与通讯系列和通用工业与消费系列,前者的使用的电压一般为48V、36V、24V等,后者使用的电源电压一般在24V以下。
不同应用领域规律不同,如PC中常用的是12V、5V、3.3V,模拟电路电源常用5V15V,数字电路常用3.3V等。
结合到本公司产品,这里主要总结24V以下的DC/DC电源电路常用的设计方案。
2、DC/DC转换电路分类
DC/DC转换电路主要分为以下三大类:
(1)稳压管稳压电路。
(2)线性(模拟)稳压电路。
基于UC2843的隔离式DCDC电源设计
基于UC2843的隔离式DCDC电源设计发表时间:2018-04-05T14:47:39.850Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第31期作者:徐小朗[导读] DCDC电源作为电能表的关键器件之一,其设计的高性价比,高可靠性至关重要。
摘要:随着4G网络的发展,各城市逐步将基站建设纳入其重点工作,多回路直流电能表作为基站选配件开始被列入基站监测系统的招标项目中,市场前景广阔。
DCDC电源作为电能表的关键器件之一,其设计的高性价比,高可靠性至关重要。
关键词:UC2843;隔离式;DCDC电源设计引言电能表的辅助电源通常采用集成的DCDC模块,但DCDC模块属于货架产品,其输出电压规格固定,可调整性小。
由于集成的DCDC 模块尺寸限制,模块输入与输出,输出与输出之间隔离度不高,若采用定制电能表匹配的DCDC模块的方式,设计成本太高,周期较长。
因此根据多回路直流电能表功能需求,采用电流模式控制器UC2843及一些分立元器件,设计一款低压宽范围输入的DCDC电源,配套多回路直流电能表使用。
一、系统总体架构UC2843是一款单电源供电,单路调制输出,带电流正向补偿的高性能固定频率电流模式控制器,专为低压应用而设计。
此控制器内部包含PWM比较器、误差放大器、欠压锁定单元和振荡器等单元。
为保证DCDC电源输入与输出、输出与输出之间的高隔离度(2.5KVAC/5mA/1min)以及抗干扰度;为解决UC2843采用传统非隔离式设计时,由于输入电压变化较大、纹波大等问题,将主输出与输入采用光耦隔离,主输出与辅输出间通过变压器隔离的方式进行设计。
多回路电能表的输入电压为宽范围的低压输入(电压范围:18V~72V),为保证在输入电压范围内电源能正常工作,针对输入电压对UC2843的供电电路进行处理,提出一种针对宽输入电压范围的隔离式DCDC电源设计方案。
二、关键环节设计2.1供电控制电路UC2843的Vcc启动电压门槛为:7.8V-9V,Vcc维持电压为7.0V-8.2V,Vcc钳位电压最小值为30V。
一文关于隔离电源的隔离耐压和爬电距离介绍
一文关于隔离电源的隔离耐压和爬电距离介绍随着嵌入式行业的快速发展,在各种行业应用中电源要求也越来越高,为保证系统的稳定性,隔离电源应运而生。
但隔离电源中关键指标——隔离电压指的是什么?与爬电距离有什么关系?本文将从隔离电源的原理为你揭晓。
微电子行业的高速发展,产品使用场合的电磁环境也越来越复杂,产品的稳定性也受到很大的影响。
嵌入式产品的生产公司对产品加入各种隔离器件或隔离电路来减少工作现场的干扰,增强设备稳定性。
电源作为嵌入式设备能源供给部分,是产品稳定工作的前提。
电源的隔离尤为重要,电源隔离模块的应用也成为嵌入式设备设计的必备品。
在工业设备中,要求两个设备之间的电源隔离,采用带变压器的直流变换器,将两个电源之间隔开,使他们相互独立,从而减少外界干扰!隔离电源的隔离耐压和爬电距离介绍1隔离电源的隔离耐压介绍图1隔离电源内部框图如图1所示,隔离DC-DC电源模块内部框图。
隔离耐压指的是两个没有直接电气连接的系统所能承受的最高绝缘电压。
电源隔离使用场合不同,对应的参数选择也不用。
如:AD-DC电源隔离,一般的工业场合要求隔离耐压在3000V AC到4000V AC;DC-DC电源隔离一般工业场合要求1000VDC到2000VDC,特殊行业可能会高,医疗行业有要求6000VDC。
首先区别一下各项电压指标的单位,常见的又ADC、V AC和RMS,具体如下所示。
V AC/VDC分别指交流电压与直流电压,但隔离耐压中交流与直流不能简单的进行换算,例如,3000V AC的幅值电压有4242V,但在实际应用中隔离耐压3000V AC与4242VDC 并不等效。
具体原因包括两点:1、对于隔离模块,输入输出之间是存在隔离电容,对于直流信号,电容的阻抗无限大,因此隔离电容的大小对于直流信号没有太大的影响,而对于交流信号就会有较大的影响,表现在漏电流会变大,或者直接超标,系统报警。
2、AC与DC的另一个区别在于频率会影响绝缘介质的介电常数,频率会导致绝缘介质的介电常数降低,通常介电常数越高,绝缘能力越强。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电源招聘专家微功率隔离电源设计关于两线制变送器微功率隔离电源设计,我们来先看看变送器是什么?传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称,通常由敏感元件和转换元件组成。
当传感器的输出为规定的标准信号时,则称为变送器。
而常见的类型有功率变送器,电流电压变送器等等。
在开发低功耗的智能两线制变送器时,仪器内部的微功率电源设计十分关键。
首先,一般情况下具有微处理器的智能变送器要满足微控制器、A/D、D/A及通讯电路的供电,需要比普通4~20mA变送器更大的功率,需要内部电源具有更高的供电效率。
另外,对于电容传感器和热电偶,还要考虑接地或者传感器可能碰壳(接地)的情况,所设计的变送器电路必须是输入与输出相隔离的,这样才能够保证后续控制系统的正常工作和抗共模干扰能力。
由于外部电路为两线制变送器系统提供的工作电流最大4mA,这些具体要求给系统电源的设计带来了很大的难度和挑战。
设计的微输入功率的隔离式两线制变送器电源采用全集成电路设计,具有结构简单、性能稳定、成本低廉的特点。
它以降落在两线制变送器上的12~35VDC 为输入电源,设计了简洁的恒流稳压前端输入电路,固定消耗315mA电流,提供了两组互相隔离的3V电源。
与输入不隔离的一组最大具有5mA负载能力,与输入隔离的一组最大具有3mA负载能力,完全满足输入与输出隔离型的两线制变送器对电源的要求。
1.整体设计图1为电源原理图。
它由3个主要部分组成:U1、R1和Z1构成的315mA/812V恒流稳压电路;由U2为核心构成的DC/DC变换电路;由L2和U3构成的一组隔离电源。
系统设计力求精简、高集成度,并且所有元器件都选择了能够工作于-40~85℃扩展工业级温度区间的产品,能够保证电源可靠应用于现场变送器。
1.1恒流稳压电路作为给两线制变送器供电的电源,必须保证最大工作电流不超过4mA,考虑到变送器需要有一定的低零点输出指示,一般系统供电标准为315mA以下,同时,这类电源必须具有恒流特性,以保证两线制变送器的工作特性。
设计恒流源的方法很多,该设计采用了三端可调稳压器LM317L来设计恒流源。
LM317L是三端可调稳压器,图2是它的典型应用。
图2(a)是它作为标准稳压器时的基本应用,此时在它的输出端与调整端之间固定产生一个稳定的压差,典型值为1125V,因此,它的输出电压VO=1125(1+Ra/Rb)。
利用LM317的输出端于调整端之间具有稳定压差的特性,它也经常被用来设计恒流源,图2(b)是典型应用电路,它产生的电流大小为I=1125/R.参见图1,设计中R1取值为360Ω,故可以获得约315mA的恒流。
考虑到后续的DC/DC芯片的工作电压范围为4~11V,同时考虑到实际电源的输出功率大小,使用了1个812V的稳压管Z1完成并联稳压功能,同时为U2提供稳定的入口电压,条件是U2总消耗电流小于314mA,Z1必须选择在小于011mA击穿电流时即可稳定的优质稳压管(可选用Philips 公司的产品,最低静态稳定电流仅几十μA)。
图 2 LM317L典型应用图电路前端的D1为防反相二极管,一般采用1N4148即可。
熔丝选择了PTC器件自恢复保险丝,指标为100mA/60V,保证电源故障时不影响外部供电电源。
由于电源的最终应用场合为现场变送器,它所处的环境温度变化范围是比较大的,因此必须考虑到温度漂移的因素。
电源电源招聘专家的主要温漂就是恒流的漂移,产生的原因是LM317L的基准压差的温度漂移以及恒流电阻R1的温度漂移。
实际电路中,R1选择了温度系数低于5×10-6/℃的产品,温漂可以忽略不计。
LM317L的基准压差与温度关系曲线见图3,在-40~85℃的温度范围内,温度的影响较明显,在高精度应用时必须进行补偿。
考虑到电源的实际应用都是针对智能变送器的,在智能变送器系统中,出于对传感器校正以及线路补偿等目的,变送器电路中都会设计温度传感器,如LM75或者TC77等数字测温芯片,故此电路没有设计专门的硬件补偿,而是提供了一个软件补偿的算法,用户在应用电源的时候可以采用它对电源的温度漂移进行补偿。
图 3 LM317L基准温度特性曲线图如图3所示,LM317L的基准压差与温度关系曲线近似于简单的三次多项式函数关系形式,只需要设计Y轴反向的补偿函数即可,系统以20℃为补偿基点进行校准,具体补偿公式为ΔI=A (t-20)2+B(t-20)3式中t为环境温度。
系数A和B可以依据实际采用的LM317L芯片手册提供的基准电压温度曲线导出,最简单的做法就是取-20℃和60℃2个点,获取2个二元一次方程来求解A和B。
这样就能很容易获取一个拟合程度比较好的补偿曲线近似函数,补偿后的温度漂移影响基本可以忽略不计。
1.2 DC/DC变换电路由于电源最大的设计难点是输入功率极小,因此对于隔离端的设计不能采用功耗比较大的隔离反馈模式,实际电路采用了副边开环的方式。
具体使用MAX639来设计DC/DC核心电路,实现了较高的电能效率转换,在315mA供电输入时可以提供远大于315mA的电流给电路供电,从而解决了智能系统大电流的需求。
根据系统的要求,核心芯片必须具备微功耗、高效率、输入电压范围宽,以及外围器件简单等优点。
图1中DC/DC芯片为MAXIM公司的MAX639[3],它是降压型DC/DC转换芯片,它的主要特点:输入电压范围宽(4~1115V);转换效率高(可达90%以上);静态电流低(10μA);可固定输出或可调输出。
电路设计为可调输出,输出设定为3V.输出电流:Io=(Vi Iiη)/Vom式中:Vi为输入电压;Ii为输入电流;η为转换效率;Vo为输出电压。
电路中Vi=812V,Ii=315mA,η=90%,Vo=3V,在不考虑隔离副边输出时,可获得的Io约为816mA,这个输出电流在微功耗系统中已经是比较大的供给能力了。
以上Io的计算只是理论上的,要想在315mA/812V这样微输入功率的条件下使电路可靠启动,并获得90%以上的转换效率需要对电路进行非常细致的设计。
DC/DC的可靠启动是由许多条件制约的,必要的条件就是必须提供足够大的启动脉冲电流。
在Z1旁并联了1只10μF的钽电解电容C2 提供启动保证,同时也能够有效避免DC/DC的工作电源招聘专家对LM317的恒流特性产生干扰。
电感L1对DC/DC的转换效率起决定作用,MAXIM手册提供的算法是L1=50/IO,L1的单位是μH,IO的单位是A.实际电路中L1的取值为4mH,能够保证电路在最大输出功率下稳定工作,同时又能够保证足够高的转换效率。
需要强调的是,如果L1偏小,电路的转换效率将降低,启动电流增大,甚至无法启动。
如果L1偏大,则会造成输出能力下降,同时DC/DC电路将可能产生振荡。
为保证电路的稳定,DC/DC芯片对输出电容C3有着很高的要求,最重要的一点就是它的等效串联电阻ESR必须足够小[4],同时要有足够的容量。
电路设计采用了性能优良的10μF钽电解电容器,能够保证稳定的输出。
DC/DC芯片是该电路的核心,实际电路线路布局对电路的性能影响非常大,尤其对输出的纹波有直接影响,不合理的电路板布局设计甚至会在输出带来额外的寄生振荡,设计时必须注意。
最重要的原则就是C2与LI引线端要尽量靠近MAX639引脚,C2、D2、MAX639、R3以及C3的接地引脚尽量靠近,尽量使用粗线,最好使用地平面。
DC/DC的输入电压设定为812V,由Z1保证,如果实际的变送器要求的电源功率比较小,Z1则可以选择更低的稳压值,这样能够使整个电源对入口电压要求更低。
设计的入口电压低限为12V,如果Z1选择612V,则入口低限电压可以降低到10V。
1.3隔离电源绕组电路的主要特色是提供了一个隔离的供电绕组,它采用了在DC/DC输出储能电感上"窃"电的方法。
如图1所示,L2就是这个隔离电源的供电线圈。
由于这组隔离电源是在DC/DC的储能线圈上加载的副线圈,结构为开环形式,因此它的输出稳定性相对比较差,在整体设计时必须从多角度统筹考虑,才能够获得满意的效果。
首先要确定它的输出功率。
由于采用在储能线圈上"窃"电的方法,它的输出功率是受限制的,只能小于原边输出功率。
这组隔离电源输出在具体变送器应用时主要为传感器转换电路、前端A/D转换器和隔离电路供电。
差动电容传感器、热电偶传感器及热电阻等传感器的模拟测量电路耗电是μA级的,前端A/D一般采用多积分型或者Σ-Δ型A/D,耗电小于1mA,低功耗光电隔离整体也能够作到1mA以下。
因此,隔离绕组只要保证能提供3mA的电流就能够满足实际需要,已经计算出在无副绕组情况下,电路最大输出为816mA,显然在有副绕组的情况下,完全可以为它提供3mA电流。
其次,隔离绕组由于采用开环结构,原边负载的变化直接影响副边的稳定性,因此电路在实际使用时,要求原边的电路系统在运行时需要尽可能保证功耗的稳定性,尽量避免对功耗比较大的器件使用工作/休眠轮换的方式。
电路能够为原边提供最大5mA的使用电流,完全能够满足常用微功耗MCU控制系统的工作,不需要使用休眠方式,这样做还能够获得最大的系统运行速度。
最后,由于隔离电源绕组主要为前端小信号模拟电路供电,对电源的质量要求较高,因此设计时将低压差线性稳压器和DC/DC转换器配合使用。
将经DC/DC转换的输出低电压经过低压差线性稳压器(LDO)的降噪和稳压处理,这样取长补短,既可以提高供电效率,又可满足纹波电压小的要求,具体LDO采用了MAX1726芯片[5],它的工作电流仅2μA,输出为313V.稳压前的输出幅度取决于原边的输出功率和L2的电感量,经试验确定,L2 为3mH,当原边电流在3~5mA之间变化,副边电流为2mA时,稳压前电压在318~418V之间波动,满足LDO 稳压对输入的要求。
2.结论两线制变送器隔离式电源具有使用温度范围宽、输入电压范围宽、输出效率高、集成度高、隔离性能好、体积小、成本低等特点,是一种稳定可靠的两线制变送器电源,能够满足各电源招聘专家种具有复杂要求的两线制变送器的使用。
该电源目前已经在一体化智能温度变送器上获得应用,经过长时间的现场应用考验,性能优良,完全达到了隔离型两线制变送器的使用要求。