一种双重隔离的双路输出开关电源的制作方法

本技术涉及电路领域，尤其是一种双重隔离的双路输出开关电源。

背景技术：

1、现有很多设备在正常使用中需要两套不同工作方式，需提供两组输出电源为其供电。通常一个电源只提供一组电压，为其满足设备使用需求，往往需要增设多个电源。这不仅在使用中不方便，影响电线布局，而且还会增加使用成本。

2、为克服上述问题，现主要有以下两种解决方式：

3、第一种是，在设备内部增设多个电源转换模块。但这样存在以下问题：无疑会增大设备体积，不利于设备小型化设计，而且对于一些对emc要求高的设备，这无疑会增加一些不必要的干扰。

4、第二种是，使用带多组电压的开关电源。通过开关电源内部电压转换成所需的多组电压，虽然能实现大部分设备使用需求，但无法实现高隔离性、高绝缘性、高安全性的特点，在比较恶劣电网下或者工况复杂区域不能够稳定使用。或者有些开关电源达到使用需求，但是制造成本高，无法适合推广使用。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于现有技术的不足，提供一种双重隔离的双路输出开关电源，可实现双隔离，双路输出，可根据实际需求来设计相匹配的电压值。同时双重隔离具有高隔离性，高绝缘性的特点，可以保护终端设备的安全性和抗干扰性。

2、为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、本实用新型公开了一种双重隔离的双路输出开关电源，其包括用于一级隔离作用的低频开关电源电路和用于二级隔离的高频开关电源电路。交流ac市电与所述低频开关电源电路连接，低频开关电源电路对市电进行ac to dc整流滤波降压后输出第一直流电压vout1。输出的第一直流电压vout1与所述高频开关电源电路连接，高频开关电源电路将第一直流电压vout1进行高频dc to dc转换、整流、滤波得到双重隔离的第二直流电压vout2。

4、所述高频开关电源电路包括依次连接的高频初级滤波电路、高频电压控制转换电路和高频次级整流滤波电路，第一直流电压vout1与高频初级滤波电路连接。

5、进一步地，所述高频初级滤波电路包括互相并联连接的储能电容ec9、电容c10，电容c11，电容c10的电容量大于电容c11的大容量。

6、进一步地，所述高频电压控制转换电路包括芯片匹配电路、隔离开关电源芯片u2、高频变压器t2、后级滤波电路和高频开关电源负反馈电路；所述隔离开关电源芯片u2通过芯片匹配电路分别与高频初级滤波电路、高频变压器t2的初级侧、后级滤波电路和高频开关电源负反馈电路连接；高频变压器t2初级侧依次连接芯片u2、高频开关电源负反馈电路、高频变压器t2次级侧形成闭环回路，用于控制次级输出得到稳定电压第二直流电压vout2。

7、进一步地，所述芯片u2为lm5160fly；所述芯片匹配电路包括电阻r38、电阻r30、电阻29、电容c12、电容c8、电阻r34、电容c15、电容c9、电阻r36、电阻r41、二极管d6、电容c17，电阻r33。

8、所述u2的vin引脚为电源输入脚，与第一直流电压vout1连接。

9、u2的rom引脚与电阻r29连接后，与第一直流电压vout1连接。

10、u2的en引脚为使能端，分别与电阻r38和r30的一端连接，电阻r38的另一端与第一直流电压vout1连接，电阻r30的另一端与bgnd连接。

11、u2的ss脚连接电容c12后与bgnd连接。

12、u2的agnd、pgnd和pad脚为u2接地脚，分别与bgnd连接。

13、u2的bst端为环路响应补偿引脚，与电容c8连接后分别与高频变压器t2的初级侧连接。

14、u2的sw引脚为芯片内部开关mos引脚，与电阻r34的一端连接，电阻r34的另一端与分别与电容c9和电容c15的一端连接。

15、u2的fpwm脚与vcc叫连通后，分别与二极管d6的阴极和电容c17的一端连接；二极管d6的阳极与高频变压器t2的初级侧连接，电容c17的另一端与bgnd连接。

16、u2的fb脚分别与高频开关电源负反馈电路、电容c15的另一端、电阻r36的一端、电阻r41的一端连接，电阻r36的另一端与高频变压器t2的初级侧连接，电阻r41的另一端与bgnd连接。

17、其中u2的sw脚和vcc引脚以及高频变压器t2构成一个开关储能和泄放的回路，作为能量转换的中枢。

18、进一步地，所述后级滤波电路包括互相并联连接的储能电容ec10、电容c14和电阻r39。

19、进一步地，所述高频开关电源负反馈电路包括第二级开关电源光耦隔离ph2、稳压芯片u3和若干用于分压分流的电阻；所述稳压芯片u3为tl431；所述稳压芯片u3的1脚连接分压电阻后接地，2脚接地，3脚分别与ph2的1、2脚连接；ph2的1、2脚与高频次级整流滤波电路连接，3脚与芯片u2的fb脚连接，4脚与高频变压器t2的初级侧连接。

20、进一步地，所述高频次级整流滤波电路包括第二次级整流电路、第二次级滤波电路和第二双共模电感电路；高频变压器t2的次级侧依次连接第二次级整流电路、第二次级滤波电路，整流滤波后，再与第二双共模电感电路连接，用于消除回路的共模信号，抑制开关电源emc的产生，最后输出第二直流电压vout2。

21、所述第二次级整流电路为肖基特整流电路。

22、所述共模电感电路包括相互连接的共模电感lf4、lf5；共模电感lf4与lf5之间还连接有用于抑制输出电压纹波的储能电容ec11，所述共模电感lf4、lf5的电感量不同。

23、进一步地，所述低频开关电源电路包括依次连接的低频初级整流滤波电路、低频电压控制转换电路和低频次级整流滤波电路。

24、交流ac市电进入低频初级整流滤波电路，经整流滤波成直流电后，通过低频电压控制转换电路进行降压转换后，进入低频次级整流滤波电路，经改善输出纹波以及emc和emi特性后，输出第一直流电压vout1。

25、进一步地，所述低频电压控制转换电路包括rcd吸收电路、控制芯片ic1、低频变压器t1和低频开关电源负反馈电路。

26、所述控制芯片ic1采用cr6890a芯片。

27、所述rcd吸收电路与低频初级整流滤波电路连接，用于吸收尖峰电压，再分别与低频变压器t1的初级侧和控制芯片ic1连接。

28、变压器t2的初级侧依次经控制芯片ic1、低频开关电源负反馈电路、低频变压器t2的次级侧形成闭环回路，用于控制次级输出电压，得到稳定电压。

29、进一步地，所述低频初级整流滤波电路包括依次连接的用于交流ac市电流入的ac交流输入电路、用于消除衰减系统高频谐波的emi滤波电路、用于交直流转换的br整流桥和用于消除系统低频信号的初级π型滤波电路。

30、所述低频次级整流滤波电路包括依次连接的肖基特整流电路、次级π型滤波电路和第一双共模电感电路。

31、本实用新型的有益之处为：

32、本实用新型设置用于一级隔离作用的低频开关电源电路和用于二级隔离的高频开关电源电路，实现双隔离，双路输出。两个开关电源电路独立控制，可根据实际需求来设计相匹配的电压值。同时双重隔离具有高隔离性，高绝缘性的特点，可以使后级设备在更安全的环境底下工作从而间接的保护终端设备，同时双重绝缘可以两次隔离初级电网对终端设备的干扰，第二级隔离相当于一个隔离模块，第二级高频开关电源能够高效率的转换，可以提供相当大的负载。使设备能够在比较恶劣电网下或者工况复杂区域工作。而且电路中均使用普通的元器件，总体造价不高，适合推广应用。