多路输出反激变换器制造技术

本发明专利技术涉及一种多路输出反激变换器，至少包括：变压器、输入电路、第一输出电路和第二输出电路；该变压器通过第一输出绕组给第一输出电路提供能量，通过第二输出绕组给第二输出电路提供能量；该第二输出电路包括：第一整流开关、第一基准误差放大电路、第一PWM控制器、第二整流元件和第二滤波电容，第一整流开关设于变压器的第二输出绕组与第二滤波电容之间用于控制第二输出绕组的能量输出，第一PWM控制器通过第一基准误差放大电路侦探的第二输出电路输出的第二电压信号控制第一整流开关的导通状态以形成电压型负反馈环。本发明专利技术的多路输出反激变换器有效控制了变压器辅路绕组能量的传输，以简单高效的方式使辅路的输出电压保持高稳定精度。

【技术实现步骤摘要】
多路输出反激变换器
本专利技术涉及一种多路输出反激变换器，更具体地说，涉及一种具有二次侧稳压控制的多路输出反激变换器。
技术介绍
多路输出的反激变换器具有结构设计简单、体积小、成本低等优势，因而被广泛应用在中、低功率应用环境中。例如，目前大多数的消费类电源、工控辅助电源等均运用了多路输出反激变换器。如图1所示，为现有常用的多路输出反激变换器的电路原理图，其至少包括：变压器T、输入电路、第一输出电路和第二输出电路。其中，输入电源经输入电路将能量通过变压器T转换传输给第一输出电路和第二输出电路输出。输出变压器T至少具有一次侧绕组Tp、第一输出绕组Ts1与第二输出绕组Ts2；第一输出回路作为主输出回路(以下简称主路)，第二输出回路作为辅输出回路(以下简称辅路)。输入电路至少包括第二整流开关Q2、第二PWM控制器91和反馈隔离单元92。输入电源由电源供应端VIN接入一次侧绕组Tp和第二整流开关Q2的串联电路，向一次侧绕组Tp储能，第二PWM控制器91则根据反馈隔离单元92侦探的电压信号控制第二整流开关Q2的导通状态，由此形成电压负反馈回路。第一输出电路至少包括第一整流元件D1和第一滤波电容C1，第一输出绕组Ts1的能量通过该第一整流元件D1与第一滤波电容连接至第一输出端VO1输出给第一负载R1。第二输出电路，具有第二整流元件D2和第二滤波电容C2，该第二输出绕组Ts2的能量通过该第二整流元件D2与第二滤波电容C2连接至第二输出端VO2输出给第二负载R2。图中电流采样、吸收电路、供电电路等辅助电路部分已省略。由于该方案中，只有第一输出电路即主路输出作为电压采样反馈，虽然主路和辅路的输出电压之比理论上应该等于对应绕组匝数比，但是实际情况下第二输出电路的输出电压会受到两个输出电路所带负载大小、整流滤波单元参数以及变压器寄生参数(如漏感、寄生电容等)的影响。所以导致该方案目前普遍存在的问题是：当主路输出带满载辅路输出带轻载时，辅路输出电压会漂高；当主路输出带轻载辅路输出带满载时，辅路输出电压会偏低。在大多数应用条件下，辅路输出电压的稳压精度不高，交叉调整率较差。即使在保证最小负载的情况下交叉调整率普遍能够做到10％以下，但是很难达到5％以下，依然很难满足辅路输出稳压精度要求较高的应用场合。现有提高多路输出反激变换器的辅路输出稳压精度的一种方案是使用低压差线性稳压器(LDO)进行线性稳压，如图2所示。但是由于LDO输入输出之间需满足一定压差，该方案必然降低了辅路输出的转换效率，而且如果辅路输出负载较大，那么LDO损耗较大则必须考虑散热问题。现有提高多路输出反激变换器的辅路输出稳压精度的另一种方案是采用两级功率变换器，如图3所示。第一级功率变换器采用常规多路输出反激变换器电路，即一次侧的第二整流开关Q2的输出占空比受控于反馈的二次侧的电压信号，二次侧采用整流二极管如第一整流元件D1整流，主路反馈电压信号实现稳压，而辅路仅经整流二极管如第二整流元件D2整流后滤波电容滤波；然后通过第二级功率变换器BUCK(降压型)电路80降压到需要的输出电压值。其中第三PWM控制器81通过第二基准误差放大电路82反馈的电压信号控制第三整流开关Q3。采用BUCK电路80的优势在于，对比线性稳压效率大幅提升，无功功耗的散热问题也可以得到较好得解决。但是也存在以下缺点：首先增加了第二级变换器，引入了新的开关噪声，电磁兼容性能变差；其次需要设计BUCK电感L1，同时增大多路输出反激变换器尺寸；增加的BUCK电路80增加了物料成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有多路输出反激变换器的辅路稳压方法复杂或效率低的缺陷，提供一种多路输出反激变换器，采用更为简单、高效的方式来满足辅路输出高精度、低调整率的要求。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多路输出反激变换器，至少包括：变压器，具有一次侧绕组、第一输出绕组与第二输出绕组；输入电路，连接至所述一次侧绕组，输入电源通过该输入电路向所述一次侧绕组储能；第一输出电路，具有第一整流元件和第一滤波电容，所述第一输出绕组的能量通过该第一整流元件与第一滤波电容整流输出得到第一电压信号；第二输出电路，具有第二整流元件和第二滤波电容，所述第二输出绕组的能量通过该第二整流元件和第二滤波电容整流输出得到第二电压信号；所述第二输出电路还包括：第一整流开关、第一基准误差放大电路和第一PWM控制器，所述第一整流开关设置于所述第二输出绕组与第二滤波电容之间用于控制所述第二输出绕组的能量输出，所述第一PWM控制器通过所述第一基准误差放大电路侦探的第二电压信号控制所述第一整流开关的导通状态以形成电压型负反馈环。在根据本专利技术所述的多路输出反激变换器中，所述输入电路包括第二整流开关、第二PWM控制器和反馈隔离单元，输入电源通过所述一次侧绕组和所述第二整流开关构成的串联电路向所述变压器的一次侧绕组储能；所述第二PWM控制器根据所述反馈隔离单元侦探的第一电压信号控制所述第二整流开关的导通状态。在根据本专利技术所述的多路输出反激变换器中，所述第一PWM控制器侦探一同步信号以确定所述第一整流开关的导通开始时刻，并根据所述第一基准误差放大电路侦探第二电压信号后处理得到的反馈电压，检测达到辅路基准反馈电压所对应的时刻后关断第一整流开关，以确定所述第一整流开关的驱动占空比。在根据本专利技术所述的多路输出反激变换器中，所述同步信号为以下信号中的任意一个：一次侧绕组的端电压、第一输出绕组的端电压/流过电流、第二PWM控制器发出的PWM信号、第二整流开关的端电压/流过电流和第二整流开关导通触发信号。在根据本专利技术所述的多路输出反激变换器中，所述第一整流开关的导通开始时刻位于第二整流开关的导通期间。在根据本专利技术所述的多路输出反激变换器中，所述第一输出绕组和第二输出绕组为不同绕组。在根据本专利技术所述的多路输出反激变换器中，所述第一输出绕组和第二输出绕组为同一绕组，所述多路输出反激变换器为单绕组双路共地输出。在根据本专利技术所述的多路输出反激变换器中，所述第一整流开关为MOSFET。在根据本专利技术所述的多路输出反激变换器中，所述第二整流元件和所述第一整流开关的功能由所述第一PWM控制器控制的两个反向串联的同步整流MOSFET实现。在根据本专利技术所述的多路输出反激变换器中，所述第一整流元件和第二整流元件均为整流二极管。实施本专利技术的多路输出反激变换器，具有以下有益效果：本专利技术的多路输出反激变换器通过在输出电路中设置电压型负反馈环，有效地控制了能量的传输，使得辅路的输出电压也能保持高稳定精度；并且本专利技术的电路设计简单，成本低，转换效率高。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为现有常用的多路输出反激变换器的电路原理图；图2是现有使用LDO进行稳压的多路输出反激变换器的电路原理图；图3是现有使用两级功率变换器进行稳压的多路输出反激变换器的电路原理图；图4为根据本专利技术的多路输出反激变换器的第一实施例的电路原理图；图5为根据本专利技术的多路输出反激变换器的典型电流波形图；图6为根据本专利技术的多路输出反激变换器的第二实施例的电路原理图；图7a-7d分别为图6电路的saber仿真波形图；图8为根据本专利技术的多路输出反激变换器的第三实施例的电路原理图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多路输出反激变换器，至少包括：变压器，具有一次侧绕组、第一输出绕组与第二输出绕组；输入电路，连接至所述一次侧绕组，输入电源通过该输入电路向所述一次侧绕组储能；第一输出电路，具有第一整流元件和第一滤波电容，所述第一输出绕组的能量通过该第一整流元件与第一滤波电容整流输出得到第一电压信号；第二输出电路，具有第二整流元件和第二滤波电容，所述第二输出绕组的能量通过该第二整流元件和第二滤波电容整流输出得到第二电压信号；其特征在于，所述第二输出电路还包括：第一整流开关、第一基准误差放大电路和第一PWM控制器，所述第一整流开关设置于所述第二输出绕组与第二滤波电容之间用于控制所述第二输出绕组的能量输出，所述第一PWM控制器通过所述第一基准误差放大电路侦探的第二电压信号控制所述第一整流开关的导通状态以形成电压型负反馈环。

【技术特征摘要】
1.一种多路输出反激变换器，至少包括：变压器，具有一次侧绕组、第一输出绕组与第二输出绕组；输入电路，连接至所述一次侧绕组，输入电源通过该输入电路向所述一次侧绕组储能；第一输出电路，具有第一整流元件和第一滤波电容，所述第一输出绕组的能量通过该第一整流元件与第一滤波电容整流输出得到第一电压信号；第二输出电路，具有第二整流元件和第二滤波电容，所述第二输出绕组的能量通过该第二整流元件和第二滤波电容整流输出得到第二电压信号；其特征在于，所述第二输出电路还包括：第一整流开关、第一基准误差放大电路和第一PWM控制器，所述第一整流开关设置于所述第二输出绕组与第二滤波电容之间用于控制所述第二输出绕组的能量输出，所述第一PWM控制器通过所述第一基准误差放大电路侦探的第二电压信号控制所述第一整流开关的导通状态以形成电压型负反馈环；所述第一PWM控制器侦探一同步信号以确定所述第一整流开关的导通开始时刻，并根据所述第一基准误差放大电路侦探所述第二电压信号后处理得到的反馈电压，检测达到辅路基准反馈电压所对应的时刻后关断所述第一整流开关，以确定所述第一整流开关的驱动占空比。2.根据权利要求1所述的多路输出反激变换器，其特征在于，所述输入电路包括第二整流开关、第二PWM控制器和反馈隔离单元，输入电源通过所述一次侧绕组和所述第二整流开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖展伟，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44