一种超宽输入范围超低输出电压隔离dc/dc电源模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电源模块，具体地说，涉及一种超宽输入范围超低输出电压隔离DC/DC电源模块。
【背景技术】
[0002]目前，国内和国外标准隔离式低压输入DC/DC电源模块范围分为DC12V (9V?18V)、DC24V(18V?36V)和DC48V(36V?72V)，2倍输入范围宽的电源模块，最大输入范围宽度也只有4倍，宽电压输入DC/DC变换器产品较多，尤其是在航空航天、武器系统、电子对抗系统、船舶等重要领域都有大量的应用。
[0003]工程设计人员选用电源模块时根据输入范围选择不同种类和型号电源模块，这样给企业的标准化管理带来了麻烦，也会给企业带来大量的库存，占用流动资金，因此实现全范围输入电源模块(8V?80V)的研发成为当前低压输入电源模块领域的一种趋势，由于受到电源模块PWM芯片占空比的限制，实现全范围输入成为低压输入电源模块设计的一个技术瓶颈和难点。
【发明内容】
[0004]本发明正是为了解决上述技术问题而设计的一种超宽输入范围超低输出电压隔离DC/DC电源模块。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种超宽输入范围超低输出电压隔离DC/DC电源模块，包括输入升压电路、输入输出隔尚电路和输出降压电路。输入升压电路由开关管Ql、储能电感L1、电容Cl和C2、二极管D1、升压控制芯片PWM I和反馈电路I组成；滤波电容Cl跨接在直流输入+Vin和-Vin之间，直流输入+Vin与储能电感LI的一端相连，直流输入-Vin与升压控制芯片PWM I的输入端相连，储能电感LI的另一端与开关管Ql漏极和二极管Dl的正极相连，开关管Ql栅极和源极与升压控制芯片PWM I的控制输出端相连，二极管Dl的负极与电容C2 —端和变压器T初级同名端相连，电容C2另一端与控制芯片PWM2的输入端相连，反馈电路I输入端跨接在电容C2的两端，反馈电路I输出端与升压控制芯片PWM I的控制输入端相连；输入输出隔离电路由控制芯片PWM2、开关管Q2、变压器T、二极管D2、电容C3、光电耦合芯片ICl和反馈及保护电路组成；开关管Q2漏极与变压器T初级异名端相连，开关管Q2栅极和源极与控制芯片PWM2的控制输出端相连，变压器T次级同名端与电容C3和C4的一端、二极管D3正极和直流输出-Vo相连，变压器T次级异名端与二极管D2的正极相连，二极管D2的负极与电容C3的另一端和开关管Q3漏极相连，反馈及保护电路输入端跨接在电容C3的两端，反馈及保护电路输出端通过光电耦合芯片ICl与控制芯片PWM2的控制输入端相连；输出降压电路由开关管Q3、储能电感L2、电容C4、二极管D3、降压控制芯片PWM3和反馈电路2组成；降压控制芯片PWM3的输入端与变压器T次级同名端相连，降压控制芯片PWM3的控制输出端与开关管Q3栅极相连，二极管D3的负极与开关管Q3源极和储能电感L2的一端相连，储能电感L2的另一端与直流输出+Vo相连，反馈电路2输入端跨接在电容C4的两端，反馈电路2输出端与降压控制芯片PWM3的控制输入端相连。
[0006]所述一种超宽输入范围超低输出电压隔离DC/DC电源模块，其升压控制芯片PWMl为LM5022、控制芯片PWM2为LM5022、降压控制芯片PWM3为LM2747。
[0007]所述一种超宽输入范围超低输出电压隔离DC/DC电源模块，采用集成一体设计，实现超宽输入范围，输入范围为8V?80V ;实现超低压隔离输出，输出范围为0.6V?4V。
[0008]本发明的工作原理:
通过输入升压电路将输入电压分为两个阶段给DC/DC电源模块内部功率转换隔离电路输入供电，设定升压电路反馈回路的输出电压值为DC20V，一个阶段为当输入DC8V?DC20V时，通过升压电路工作将输入较低电压升压到稳定DC20V，即为升压电路的输出电压给内部功率转换隔离电路输入供电；另一个阶段为当输入电压高压升压电路设定的DC20V时，即升压电路中，反馈回路反馈的电压信号高压升压芯片设定的电压时，升压芯片不工作，不控制开关管Ql工作，根据原理框图1可知，输入电压经过升压电路的储能电感和整流二极管后给内部功率转换隔离电路输入供电，功率转变隔离电路的输入电压基本维持在DC20V?DC80V的范围，通过上述升压电路的工作原理，只要将功率转换隔离电路的输入范围做到DC20V?DC80V，四倍输入范围即可，由于本发明电路产品的输出功率为10W，功率转换隔离电路的拓扑方式为单端反激电路，单独反激电路具有输入范围宽，结构简单，元器件较少，成本低的优点，可实现电源模块内部DC/DC功率转换隔离电路的输入DC20V?DC80V范围。
[0009]本发明电路将其输入升压电路、隔离模块电路、降压电路三种拓扑方式集成一体设计，输入升压电路中PWMl控制芯片LM5022控制开关管Q1，实现输入电压升压的功能；功率转换电路中PWM2控制芯片LM5022控制开关管Q2，通过变压器T实现输入与输出隔离，功率和电压的转换；降压电路中PWM3控制芯片LM2747控制开关管Q3，将功率转换电路中的输出电压5V降压到0.6V?4V，实现超低电压的输出。
[0010]本发明解决传统国内和国外标准隔离式低压输入DC/DC电源模块范围分为DC12V(9V?18V)、DC24V(18V?36V)和DC48V(36V?72V)，2倍输入范围宽的电源模块，最大输入范围宽度也只有4倍，实现全范围输入成为低压输入电源模块设计的一个技术瓶颈和难点。
[0011]本发明的特点:
1、具有输入全范围，超低电压输出、高可靠性，成本低的优点，输入电压覆盖DC8-DC80V，输出电压覆盖 DC0.6V-DC4V (单路)，其体积为 50.8 X 50.8 X 12.7 (单位:_)，最大输出功率为20W，最高效率为85%。
[0012]2、电源模块为隔离方式，隔离电压不低于DC500V。
[0013]本发明的有益效果是具有输入全范围，超低电压输出、高可靠性，成本低的优点，只需一个全范围输入的电源模块就可以实现多个不同