一种隔离型直流恒流源电路的制作方法

本发明涉及电力电子，尤其涉及一种隔离型直流恒流源电路。

背景技术：

1、恒流源电路主要功能为将输入电压转换成恒定的输出电流，常见输出范围为几毫安至几十安，广泛应用于各种电力电子设备中，如电机驱动电路、led驱动电路、钝感点火电路等。根据输入与输出情况，可将恒流源划分为四种类型：直流-交流型(dv-ac)、直流-直流型(dv-dc)、交流-交流型(av-ac)、交流-直流型(av-dc)。dv-ac型恒流源可将直流输入电压转换成恒定的交流输出电流，dv-dc型恒流源可将直流输入电压转换成恒定的直流输出电流，av-ac型恒流源可将交流输入电压转换成恒定的交流输出电流，av-dc型恒流源可将交流输入电压转换成恒定的直流输出电流。

2、随着电子技术的进步，对恒流源电路的高集成度、小体积化、高可靠性等要求越来越高。传统的av-dc、dv-dc型恒流源电路采用控制场效应管结电阻的方式实现恒流目的，由于场效应管结电阻受栅-源极电压、环境温度等因素的影响较大，存在着电路体积较大、工作效率较低、输出电流精度较差等缺点。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提出一种隔离型直流恒流源电路，主要解决现有恒流源电路输出电流精度差、体积较大、工作效率较低的问题。

2、为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下。

3、本技术提供一种隔离型直流恒流源电路，包括：隔离模块，其将外部输入与内部电路隔离，并基于脉冲控制信号将外部输入的第一电源电压转换为第二电源电压；其中所述第一电源电压为直流电压，所述第二电源电压为交流电压；整流模块，其将所述第二电源电压转换为第三电源电压，其中所述第三电源电压为脉冲直流电压；滤波模块，其对所述第三电源电压进行滤波，得到第四电源电压；buck恒流模块，其将所述第四电源电压转换为恒定的直流源以对负载供电；电压采样模块，其在所述隔离模块关断阶段，对所述滤波模块的电压信号进行采样，以产生电压反馈信号；电流采样模块，其在所述隔离模块导通阶段，对所述滤波模块的电流信号进行采样，以产生电流反馈信号；以及，pwm控制模块，提供所述脉冲控制信号，并基于所述电压反馈信号和所述电流反馈信号调节所述脉冲控制信号的占空比，使得所述第四电源电压稳定。

4、在本技术一实施例中，所述隔离模块包括：第一变压器、第一nmos管及第十一电容；所述第一变压器初级绕组一端接所述第一电源电压，另一端接所述第一nmos管漏极；所述第一变压器次级绕组一端接所述整流模块的输入端以输出所述第二电源电压，另一端接次级地；所述第一nmos管源极接初级地，栅极接所述pwm控制模块的输出端，以接收所述脉冲控制信号；所述第十一电容一端接所述第一nmos管漏极，另一端接所述第一nmos管源极。

5、在本技术一实施例中，所述整流模块包括：第一二极管、第二二极管、第一电阻及第一电容；所述第一电阻一端接所述第一二极管的阳极作为所述整流模块的输入端，另一端接所述第一电容的一端；所述第一电容的另一端分别接所述第一二极管阴极和所述第二二极管的阴极作为所述整流模块的输出端；所述第二二极管阳极接次级地。

6、在本技术一实施例中，所述滤波模块包括：第二变压器、第三变压器、第二电容及第二电阻；所述第二变压器初级绕组的一端作为所述滤波模块的输入端以接收所述第三电源电压，另一端接所述第三变压器的初级绕组的一端；所述第三变压器的初级绕组的另一端分别接所述第二电容的一端和所述第二电阻的一端作为所述滤波模块的输出端；所述第二电容、第二电阻的另一端均接次级地；所述第二变压器的次级绕组接所述电压采样模块的输入端，所述第三变压器的次级绕组接所述电流采样模块的输入端。

7、在本技术一实施例中，所述电压采样模块包括第四二极管、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻；

8、所述第四二极管阳极分别接所述第三电阻和所述第七电阻的一端作为所述电压采样模块的第一端，所述第三电阻的另一端接初级地作为所述电压采样模块的第二端，其中所述第一端和所述第二端共同组成所述电压采样模块的输入端；所述第四二极管阴极接所述第九电容的一端，所述第九电容另一端接初级地；所述第七电阻的另一端接所述第八电容的一端，所述第八电容的另一端分别接所述第四二极管阴极、所述第四电阻的一端和所述第九电容的一端，所述第四电阻的另一端分别接所述第五电阻、所述第六电阻的一端和所述第十电容c10的一端，所述第五电阻的另一端接初级地；所述第六电阻与所述第五电阻的连接端接所述第十电容的一端作为所述电压采样模块的输出端，同时连接到所述pwm控制模块的反馈电压输入端fb引脚；所述第六电阻的另一端接所述第七电容的一端；所述第七电容的另一端接所述pwm控制模块的内部运放输出端comp引脚；所述第十电容的另一端接初级地。

9、在本技术一实施例中，所述电流采样模块包括第三二极管、第四电容、第五电容、第六电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻；所述第三二极管阳极分别接所述第十一电阻的一端和所述第十电阻的一端作为所述电流采样模块的第四端；所述第十电阻的另一端接初级地作为所述电流采样模块的第三端，其中所述第三端和所述第四端共同作为所述电流采样模块的输入端；所述第十一电阻的另一端接所述第五电容的一端，所述第五电容的另一端分别接所述第三二极管阴极、所述第四电容的一端和所述第八电阻的一端，所述第四电容另一端接初级地；所述第八电阻的另一端分别接所述第六电容的一端和所述第九电阻的一端作为所述电流采样模块的输出端以输出所述电流反馈信号，同时连接至所述pwm控制模块的is引脚；所述第六电容和所述第九电阻的另一端均接初级地。

10、在本技术一实施例中，所述buck恒流模块包括：buck控制器、第二nmos管、第三nmos管、第一电感、第十二电阻、第十三电阻、第三电容；所述第二nmos管漏极接所述滤波模块的输出端，源极接所述第三nmos管漏极，栅极接所述buck控制器hg引脚；所述第三nmos管源极接次级地，栅极接所述buck控制器lg引脚；所述第一电感的一端接所述第二nmos管源极，另一端接所述第十二电阻的一端，所述第十二电阻的另一端分别接所述第三电容的一端和负载正极；所述第三电容的另一端连接次级地；所述第十三电阻一端连接负载负极，另一端连接次级地；所述第十三电阻将输出电流信号转换成电压采样信号以反馈至所述buck控制器的fb1引脚；所述buck控制器通过cs+引脚和cs-引脚对所述第十二电阻两端的电流进行采样，得到对应的电流采样信号；其中，所述buck控制器中hg引脚为高边驱动信号输出脚，lg引脚为低边驱动信号输出脚，cs+引脚为电流采样信号正输入脚，cs-引脚为电流采样信号负输入脚，fb1引脚为电压采样信号输入脚；通过cs+引脚、cs-引脚和fb1引脚对buck恒流模块中的电流和电压进行采样，使得buck控制器基于对应的采样信号调节所述hg引脚和所述lg引脚的输出。

11、在本技术一实施例中，提供一外接电阻与所述第十三电阻并联，以调节所述电压采样信号。

12、在本技术一实施例中，所述第二变压器的初级绕组感值高于所述第三变压器的初级绕组感值。

13、在本技术一实施例中，所述pwm控制模块包括反馈电压误差运算放大器、电流比较器、逻辑判断电路和图腾柱电路，所述pwm控制模块的fb引脚即为反馈电压误差运算放大器负输入端，所述pwm控制模块的comp引脚即为反馈电压误差运算放大器输出端,所述电压采样模块的输出信号经过所述反馈电压误差运算放大器放大后，与所述电流比较器检测到的所述电流采样模块的输出信号进行比较后，经过所述逻辑电路进行逻辑判断后，产生所述图腾柱电路的基极控制信号，所述图腾柱电路的输出端即为所述pwm控制模块的output引脚，其中所述图腾柱电路由pnp三极管和npn三极管构成。

14、如上所述，本技术提出的一种隔离型直流恒流源电路，具有以下有益效果。

15、本技术通过隔离模块实现内外电压的隔离，通过电流采样和电压采样控制隔离模块的开断时间占比，将直流电压转换为隔离的直流电压，在对直流电压进行整流滤波后提供给buck恒流模块，进而使得输出的电流得到精准控制且保持稳定，可有效提高恒流源的精度、稳定性和可靠性。