隔离DC-DC供电电路的制作方法

本发明涉及隔离供电电路技术，特别涉及一种隔离dc-dc供电电路。

背景技术：

目前，led电源标准更新，各国强制认证标准已新增了调光线需要隔离的安规要求，原有产品需要优化满足此要求。由于在原来电路上升级做电路调整，调光控制电路部分供电需要做隔离，如果原来变压器已无空间增加一个绕组，甚至想不影响原来产品的安规认证，节省整个产品重新认证的费用和周期，这时就需要一个成本低、占用空间小的隔离dc-dc电源设计方法，直接从原来电路输出电压实现电压转换并满足隔离安规要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种成本低、占用空间小的隔离dc-dc供电电路。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：隔离dc-dc供电电路，包括电压输入端、初级功率控制电路、变压器、负载电路和电压输出端，所述电压输入端通过初级功率控制电路连接变压器的初级绕组，变压器的次级绕组通过负载电路连接电压输出端；

所述电压输入端用于接入输入电压；

所述初级功率控制电路，基于型号为ncp3063的电源芯片作为pwm控制发生器，并通过内部集成的功率器件的开与关来激励变压器初级绕组产生电压变化，根据变压器的变比关系在变压器次级绕组上耦合出变化的电压，次级变化电压向负载电路及电压输出端提供电压。

具体的是，所述初级功率控制电路包括滤波电解电容一、电容二、电容三、电阻二、tvs管、地线和型号为ncp3063的电源芯片，所述滤波电解电容的正极连接电压输入端，负极连接地线，电容三的一端连接电压输入端，另一端连接地线，型号为ncp3063的电源芯片的内部反向比较器输入端口及内部振荡器外接定时电容端口均通过电容二连接地线，内部功率三极管发射极及内部电路供电负极均连接地线，内部电路供电正极及电阻二的一端均连接电压输入端，峰值电流输入端口及电阻二的另一端均连接变压器初级绕组的一端，内部功率三极管集电极连接tvs管的负极，tvs管的负极连接地线，变压器初级绕组的另一端连接tvs管的负极。

进一步的是，所述tvs管工作时的钳压值小于40v。

具体的是，所述负载电路包括电阻一、电容一、二极管一、滤波电解电容二和电阻三，所述电阻一的一端及二极管一的正极均连接变压器次级绕组的一端，电阻一的另一端通过电容一连接二极管一的负极，滤波电解电容二的正极连接二极管一的负极，负极连接地线，电阻三的一端连接二极管一的负极，另一端连接地线，电压输出端连接二极管一的负极，变压器次级绕组的另一端连接地线。

进一步的是，所述二极管一采用肖特基二极管，或反向恢复时间越小，且结电容越小的二极管。

具体的是，所述变压器的初级绕组与次级绕组的匝比关系到电压输出端输出电压值的大小，其中电压输出端的输出电压值＝电压输入端的输入电压值÷(初级绕组的匝数÷次级绕组的匝数)。

进一步的是，所述变压器初级绕组采用漆包线，次级绕组采用三层绝缘线。

具体的是，所述型号为ncp3063的电源芯片的工作频率小于30khz。

进一步的是，所述型号为ncp3063的电源芯片的pwm占空比小于20％。

本发明的有益效果是，通过上述隔离dc-dc供电电路，利用型号为ncp3063的电源芯片作为pwm控制发生器，并通过内部集成的功率器件开与关来激励变压器初级绕组产生电压变化，根据变压器变比关系在变压器次级绕组上耦合出变化的电压，次级变化电压通过次级整流二极管，次级电解电容滤波后为负载提供电压，变压器采用初级绕组和次级绕组隔离来实现电路隔离。

附图说明

图1为本发明隔离dc-dc供电电路的电路结构组成示意图；

其中，vin为电压输入端，vout为电压输出端，gnd为地线，r1为电阻一，r2为电阻二，r3为电阻三，c1为电容一，c2为电容二，c3为电容三，ec1为滤波电解电容一，ec2为滤波电解电容二，d1为二极管一，zd1为tvs管，t1为变压器，n1为变压器初级绕组，n2为变压器次级绕组，u1为型号为ncp3063的电源芯片，1为型号为ncp3063的电源芯片的内部功率三极管集电极，2为型号为ncp3063的电源芯片的内部功率三极管发射极，3为型号为ncp3063的电源芯片的内部振荡器外接定时电容端口，4为型号为ncp3063的电源芯片的内部电路供电负极，5为型号为ncp3063的电源芯片的内部反向比较器输入端口，6为型号为ncp3063的电源芯片的内部电路供电正极，7为型号为ncp3063的电源芯片的峰值电流输入端口。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的技术方案。

本发明所述隔离dc-dc供电电路，包括电压输入端vin、初级功率控制电路、变压器t1、负载电路和电压输出端vout，电压输入端vin通过初级功率控制电路连接变压器t1的初级绕组n1，变压器t1的次级绕组n2通过负载电路连接电压输出端vout。

其电路结构组成示意图参见图1，其中，电压输入端vin用于接入输入电压；初级功率控制电路，基于型号为ncp3063的电源芯片u1作为pwm控制发生器，并通过内部集成的功率器件的开与关来激励变压器t1初级绕组n1产生电压变化，根据变压器t1的变比关系在变压器t1次级绕组n2上耦合出变化的电压，次级变化电压向负载电路及电压输出端vout提供电压。

上述电路中，初级功率控制电路包括滤波电解电容一ec1、电容二c2、电容三c3、电阻二r2、tvs管zd1、地线gnd和型号为ncp3063的电源芯片u1，滤波电解电容的正极连接电压输入端vin，负极连接地线gnd，电容三c3的一端连接电压输入端vin，另一端连接地线gnd，型号为ncp3063的电源芯片u1的内部反向比较器输入端口5及内部振荡器外接定时电容端口3均通过电容二c2连接地线gnd，内部功率三极管发射极2及内部电路供电负极4均连接地线gnd，内部电路供电正极6及电阻二r2的一端均连接电压输入端vin，峰值电流输入端口7及电阻二r2的另一端均连接变压器t1初级绕组n1的一端，内部功率三极管集电极1连接tvs管zd1的负极，tvs管zd1的负极连接地线gnd，变压器t1初级绕组n1的另一端连接tvs管zd1的负极。tvs管zd1工作时的钳压值小于40v。

负载电路包括电阻一r1、电容一c1、二极管一d1、滤波电解电容二ec2和电阻三r3，电阻一r1的一端及二极管一d1的正极均连接变压器t1次级绕组n2的一端，电阻一r1的另一端通过电容一c1连接二极管一d1的负极，滤波电解电容二ec2的正极连接二极管一d1的负极，负极连接地线gnd，电阻三r3的一端连接二极管一d1的负极，另一端连接地线gnd，电压输出端vout连接二极管一d1的负极，变压器t1次级绕组n2的另一端连接地线gnd。

二极管一d1采用肖特基二极管，或反向恢复时间越小，且结电容越小的二极管。

变压器t1的初级绕组n1与次级绕组n2的匝比关系到电压输出端vout输出电压值的大小，其中电压输出端vout的输出电压值＝电压输入端vin的输入电压值÷(初级绕组n1的匝数÷次级绕组n2的匝数)。变压器t1初级绕组n1优选采用漆包线，次级绕组n2优选采用三层绝缘线。为了降低tvs管zd1功率损耗提高效率，通常型号为ncp3063的电源芯片u1的工作频率小于30khz，型号为ncp3063的电源芯片u1的pwm占空比小于20％。

具体应用时，ec1是滤波电解电容，用于降低vin电压波动范围。r2是电流限制电阻，用于检测变压器初级电流值。t1是变压器，根据初级绕组n1和次级绕组n2的匝比实现电压值的变换，同时由于n1绕组和n2绕组隔离可实现电路隔离。zd1是tvs管，为t1提供励磁电流释放回路，并对n1绕组电压进行钳压保护u1内部功率开关管。c3滤波电容为u1的第6脚提供高频干扰回路。c2电容是u1工作频率设置的外置震荡电容。d1是次级电压整流二极管一。电阻r1和电容c1组成rc吸收电路，用于吸收d1两端关断尖峰电压，阻尼d1两端尖峰电压震荡。ec2滤波电解电容为次级提供能量并减低输出电压纹波值。r3是假负载，用于控制次级负载空载时电压波动范围。

t1绕组n1与绕组n2的匝比关系到输出电压值的大小，vout＝vin÷(n1÷n2)，绕组n1采用漆包线，绕组n2采用三层绝缘线，t1的感量尽可能大，同时要求n2绕组短路时n1绕组感量越小越好。r2决定负载电流的大小，r2值越大，负载电流值越小。c2电容值越大，u1的工作频率越低，vout带载能力越小，为了降低zd2功率损耗提高效率，通常u1的工作频率要控制在小于30khz，u1的pwm占空比控制在小于20％。zd1必须是tvs管，工作时的钳压值要小于40v。d1必须采用肖特基二极管，或反向恢复时间越小，结电容越小的二极管。

因此，本发明利用了非隔离的buck或boost控制电源芯片ncp3063为控制单元，外围电路中无需次级电压反馈，省去了传统光耦或是变压器初级偏置绕组，变压器按照电压变压的工作模式设计，无需控制部分环路补偿电路，以少数的二极管、电阻和电容即可完成电路设计，利用变压器实现了初、次级隔离，同时实现电压的变换满足电路供电电压需求。