一种单脉宽调制器多路隔离输出电路及隔离输出方法技术

本发明专利技术涉及一种单脉宽调制器多路隔离输出电路及隔离输出方法，包括多绕组变压器、多个输出整流滤波电路及多个动态负载补偿电路，所述多绕组变压器包括多个次级绕组，所述输出整流滤波电路的输入端分别与多绕组变压器的各个次级绕组连接，每一输出整流滤波电路的输出端均串联一动态负载补偿电路，所述动态负载补偿电路的输出端与负载连接，所述多绕组变压器的输入端经功率开关管与输入滤波电路的输出端连接，所述功率开关管的控制端与控制电路连接。本发明专利技术实现多路电压隔离独立输出，同时可对各路输出电压不平衡进行有效补偿。具有输入电压范围宽、器件少、体积小、各路相互隔离以及转换效率高等特点，可广泛应用于开关电源领域。

A Multiplex Isolated Output Circuit and Isolated Output Method for Single Pulse Width Modulator

The invention relates to a single pulse width modulator multi-channel isolated output circuit and an isolated output method, which comprises a multi-winding transformer, a plurality of output rectifier filter circuits and a plurality of dynamic load compensation circuits. The multi-winding transformer comprises a plurality of secondary windings, and the input end of the output rectifier filter circuit is connected with each secondary winding of the multi-winding transformer, and each output rectifier is connected with each secondary winding of the multi-winding transformer. The output end of the filter circuit is connected in series with a dynamic load compensation circuit. The output end of the dynamic load compensation circuit is connected with the load. The input end of the multi-winding transformer is connected with the output end of the input filter circuit through a power switch tube, and the control end of the power switch tube is connected with the control circuit. The invention realizes multi-channel voltage isolation and independent output, and can effectively compensate the unbalanced output voltage of each channel. It has the characteristics of wide input voltage range, few devices, small size, isolation of each circuit and high conversion efficiency. It can be widely used in the field of switching power supply.

【技术实现步骤摘要】
一种单脉宽调制器多路隔离输出电路及隔离输出方法
本专利技术涉及一种隔离输出电路，具体涉及一种单脉宽调制器多路隔离输出电路及隔离输出方法。
技术介绍
开关电源广泛应用于航天、航空、兵器、工业等电子系统中，随着装备配电电源高可靠、高效化、轻量化的发展趋势，多路隔离输出电源得到广泛应用。传统多路隔离独立输出开关电源常采用多脉宽调制器（PWM）控制电路，电路复杂、器件较多，体积大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单脉宽调制器多路隔离输出电路及隔离输出方法，实现多路电压隔离独立输出，同时可对各路输出电压不平衡进行有效补偿。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种单脉宽调制器多路隔离输出电路，包括多绕组变压器、多个输出整流滤波电路及多个动态负载补偿电路，所述多绕组变压器包括多个次级绕组，所述输出整流滤波电路的输入端分别与多绕组变压器的各个次级绕组连接，所述整流滤波电路的输出端经补偿单元电路与负载连接，所述多绕组变压器的输入端经功率开关管与输入滤波电路的输出端连接，所述功率开关管的控制端与控制电路连接。作为上述技术方案的进一步改进：每一输出整流滤波电路均由二极管及电容组成，所述多绕组变压器的次级绕组的一端与二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与电容的一端连接，所述电容的另一端与多绕组变压器的次级绕组另一端连接。所述补偿单元电路包括动态负载补偿电路，所述动态负载补偿电路由电阻及稳压管组成，所述电阻的一端与输出整流滤波电路的输出端连接，所述电阻的另一端与稳压管的阴极连接，稳压管的阳极接地。所述补偿单元电路包括过负载补偿电路，所述补偿单元电路包括过负载补偿电路，所述补偿单元电路包括过负载补偿电路，所述过负载补偿电路采用电阻R1，所述电阻R1一端与其中一路输出整流滤波电路的输出端，其另一端接地。所述功率开关管采用MOS管，所述MOS管的漏级与多绕组变压器的初级线圈的异名端连接，MOS管的源极接地，MOS管的栅极与控制电路连接。所述变压器的次级绕组由里兹线绕制而成，所述里兹线由多组次级线均匀绞合而成。一种单脉宽调制器多路隔离输出方法，包括多绕组变压器及多个连接在多绕组变压器输出端的多个输出整流滤波电路，采用功率电阻与稳压管串联的方式连接到各输出整流滤波电路的输出端口，当输出整流滤波后的电压大于设计值时，稳压管导通，输出电压减小，当输出整流滤波后的电压小于设计值时，稳压管截止，输出电压增大，利用动态负载调节补偿输出电压，使输出电压保持设计值。作为上述技术方案的进一步改进：所述变压器的次级绕采用以下方法：首先将变压器次级的多组线均匀无跳线绞合成一股线，制作成里兹线，然后将制成的里兹线再绕制成变压器绕组。由上述技术方案可知，本专利技术所述的单脉宽调制器多路隔离输出电路，通过单脉宽调制器（PWM）控制多路隔离独立输出，电路简单、使用器件较少、转换效率高等特点。非常适合输入电压范围宽、小体积、输出电压相互隔离的多路电源场合。附图说明图1是本专利技术的电路框图；图2是本专利技术的电路原理图；图3是本专利技术里兹线的示意图；图4是本专利技术具体应用的电路原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明：如图1所示，本实施例的单脉宽调制器多路隔离输出电路，包括多绕组变压器11、多个输出整流滤波电路8及多个动态负载补偿电路9，多绕组变压器11包括多个次级绕组，输出整流滤波电路8包括第一输出整流滤波电路12、第二输出整流滤波电路13，…及第n路输出整流滤波电路14，动态负载补偿电路9包括过负载补偿电路15、第一动态负载补偿电路16，…及第n路动态负载补偿电路17；第一输出整流滤波电路12、第二输出整流滤波电路13，…及第n路输出整流滤波电路14的输出端分别与过负载补偿电路15、第一动态负载补偿电路16，…及第n路动态负载补偿电路17连接，过负载补偿电路15、第一动态负载补偿电路16，…及第n路动态负载补偿电路17的输出端分别与负载连接，第一输出整流滤波电路12、第二输出整流滤波电路13，…及第n路输出整流滤波电路14的输入端分别与多绕组变压器11的次级绕组连接，多绕组变压器11的输入端经功率开关管10与输入滤波电路1的输出端连接，功率开关管10的控制端与控制电路4连接。输入直流电压，通过功率开关10导通时，由多绕组变压器11存储能量，功率开关10断开时，多绕组变压器11将能量隔离传输到次级，然后通过输出整流滤波电路12、输出整流滤波电路13、输出整流滤波电路14将其转换成平滑的直流输出电压，最后通过负载补偿15、动态负载补偿16、动态负载补偿17，对各路输出电压进行不平衡补偿，从而实现多路电压隔离输出。如图2所示，动态负载补偿电路9由电阻R与稳压管Z组成，电阻R的一端与输出整流滤波电路8的输出端连接，电阻R的另一端与稳压管的阴极连接，稳压管Z的阳极接地。负载补偿电路15采用电阻R1，电阻R1一端连接在第一输出整流滤波电路12的输出端，电阻R1的另一端接地。当输出整流滤波后的电压大于设计值时，稳压管Z导通，输出电压减小，当输出整流滤波后的电压小于设计值时，稳压管Z截止，输出电压增大，利用动态负载R调节补偿输出电压，使输出电压保持设计值。采用动态负载补偿技术可以对输出的电压不平衡进行有效补偿，进一步提高了各路的输出电压精度。功率开关管采用MOS管10，MOS管10的漏级与多绕组变压器11的初级线圈的异名端连接，MOS管V的源极接地，MOS管10的栅极与控制电路4连接。功率开关管采用MOS管10将输入的直流电压变换为功率脉冲，然后经多绕组变压器11隔离、耦合到次级。如图3所示，由于变压器磁芯通常为圆柱状，多组线圈平行饶制会导致同圈数线长、线阻的差异，由于每股线里的电流方向相同，产生的磁场相互叠加，干扰较大，直接影响输出电压的精度。本实施例的变压器的次级绕组由里兹线绕制而成，里兹线由多组次级线均匀绞合而成。一方面可以减少次级多组线线阻的差异，另一方面通过线线之间耦合空间磁场方向不停的变换，形成的磁通方向相反，可以相互抵消消除干扰，从而减小多路输出电压的不平衡。单脉宽调制器（PWM）控制多路隔离独立输出的电路在开关电源中的典型应用框图如图4所示，开关电源主电路由输入滤波电路1、功率转换电路7、输出整流滤波电路8、动态负载补偿9、辅助电源3、控制电路4、隔离电路5、反馈控制电路6组成。输入的直流电压经输入滤波电路1，由辅助电源3提供控制电路4的工作电压，控制电路4为功率转换电路7中功率开关管提供驱动信号，功率开关管将其转换为功率脉冲，功率脉冲经变压器隔离后，由输出整流滤波电路8将其转换成平滑的直流输出电压；其中一路的输出电压经反馈控制电路6和隔离电路5将控制信号传送到控制电路4，由该控制电路4控制功率变换电路输出的功率脉冲宽度，从而实现输出电压的闭环控制，其余各路采用变压器多绕组电压跟随方式实现电压输出，同时为提高输出电压精度，采用动态负载补偿9方式，对输出电压不平衡进行补偿。本实施例的单脉宽调制器多路隔离输出方法，包括多绕组变压器11及多个连接在多绕组变压器11输出端的多个输出整流滤波电路8，采用功率电阻与稳压管串联的方式连接到各输出整流滤波电路8的输出端口，当输出整流滤波后的电压大于设计值时，稳压管导通，输出电压减小，当输出整流滤波后的电压小于设计值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单脉宽调制器多路隔离输出电路，其特征在于：包括多绕组变压器、多个输出整流滤波电路及多个动态负载补偿电路，所述多绕组变压器包括多个次级绕组，所述输出整流滤波电路的输入端分别与多绕组变压器的各个次级绕组连接，所述整流滤波电路的输出端经补偿单元电路与负载连接，所述多绕组变压器的输入端经功率开关管与输入滤波电路的输出端连接，所述功率开关管的控制端与控制电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种单脉宽调制器多路隔离输出电路，其特征在于：包括多绕组变压器、多个输出整流滤波电路及多个动态负载补偿电路，所述多绕组变压器包括多个次级绕组，所述输出整流滤波电路的输入端分别与多绕组变压器的各个次级绕组连接，所述整流滤波电路的输出端经补偿单元电路与负载连接，所述多绕组变压器的输入端经功率开关管与输入滤波电路的输出端连接，所述功率开关管的控制端与控制电路连接。2.根据权利要求1所述的单脉宽调制器多路隔离输出电路，其特征在于：每一输出整流滤波电路均由二极管及电容组成，所述多绕组变压器的次级绕组的一端与二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与电容的一端连接，所述电容的另一端与多绕组变压器的次级绕组另一端连接。3.根据权利要求1所述的单脉宽调制器多路隔离输出电路，其特征在于：所述补偿单元电路包括动态负载补偿电路，所述动态负载补偿电路由电阻及稳压管组成，所述电阻的一端与输出整流滤波电路的输出端连接，所述电阻的另一端与稳压管的阴极连接，稳压管的阳极接地。4.根据权利要求1所述的单脉宽调制器多路隔离输出电路，其特征在于：所述补偿单元电路包括过负载补偿电路，所述过负载补偿电路采...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭靖，吴磊，胡进，杨正男，赵隆冬，解光庆，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十三研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34