基于电池供电的双路隔离反激开关电源设计

王海鹏1,刘璐2

(1.东南大学 信息科学与工程学院,江苏 南京210096;2.日照市第一中学,山东 日照276800)

摘要针对便携式医疗康复设备领域中电池供电、高隔离度和高电压输出的要求,设计了一款新型低输入电压供电、双路高压输出隔离的开关电源。该设计采用锂电池供电,采用基于占空比<50%的电流型脉宽调制控制芯片UC3845的反激拓扑结构和光耦反馈网络电路,实现双路隔离正负高压电源输出。电源输入电压为10～14 V,输出电压为双通道+35/-35 V隔离,功率为14 W,效率是75%,电源模块面积为65 mm×40 mm。仿真与实际测试结果表明,该电源可实现正负高压电源隔离输出。

关键词反激;开关电源;电流型脉宽调制;反馈电路

收稿日期:2015-05-05

基金项目:国家自然科学基金资助项目(90307013,90707005)

作者简介:王海鹏(1987—),男,博士研究生。研究方向:生物电子学等。E-mail:wanghaipeng4213@126.com

doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2015.12.039

中图分类号TN710.2;TP302.7文献标识码A

Design of a Low-cost Isolated Flyback Switching Power Supply Based on Li-battery

WANG Haipeng1,LIU Lu2

(1.School of Information Science and Engineering,Southeast University,Nanjing 210096,China;

2.Rizhao No.1 Middle School,Rizhao 276800,China)

AbstractA new low-cost isolated flyback switch Li-battery power supply is designed for battery-powered medical instruments with high voltage and isolated function.The chip with current type of pulse width modulation (PWM) UC3845 and a feedback circuit are used to realize the isolate and dual-output function.The input of the designed power is 10~14 V and the dual-output are +35 V and -35 V.The consumed power is 14 W with an efficiency of 75%.The size of the module is 65 mm×40 mm.The simulation and experiment results validate that the power supply module can realize the ±35 V power isolated supply.

Keywordsflyback;switching power supply;current type pulse width modulation;feedback circuit

随着社会发展,人口老龄化问题及各种中老年疾病问题也愈发严重,脑卒中目前已经成为人类死亡率和致残率最高的中老年疾病之一[1-2],中风患者由于脑部运动中枢受损而导致肢体运动功能丧失。目前,医院主要使用高压电刺激脉冲输出的康复医疗设备对患者进行运动康复治疗。为方便患者出院后在家进行康复训练,需要一种电池供电、隔离度高和电压输出高的便携式医疗设备[3],便于患者随身携带。因此,研究并设计一款低输入电压供电、双路高压输出隔离、体积小的电源对于设计便携式康复医疗设备具有重要意义。

近年来随着功率器件不断更新和脉宽调制技术(Pulse Width Modulation,PWM)的日趋完善,开关电源技术也得到了快速发展。开关电源是一种功率变换的装置[4],具有小体积、高效率、宽输入电压、隔离输出、低成本等优点,被誉为高效节能电源[5]。……