一种三轨电源生成装置制造方法及图纸

一种三轨电源生成装置，属于电子技术领域，其特征在于：包括由PWM控制的MOS开关管Q1、电容Cin、电感L1、电感L2、电感L3、整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、变换电容CS1、变换电容CS2、滤波电容Co1、滤波电容Co2、滤波电容Co3和反馈控制网络；Boost结构的升压电路、Cuk结构的负变换电路和Sepic结构的正变换电路共用输入电容Cin、MOS开关管Q1、反馈控制网络和电感L1；反馈控制网络设置于整流二极管D3与MOS开关管Q1之间，用于采样并控制PWM的占空比D。降低电路体积和成本，三个不同的变换器共用Cin、L1、Q1和反馈控制网络，有更好的电磁兼容性和稳定性。输出的Vo可以高于输入电压Vin，也可以低于输入电压Vin，尤其适合于Vin变化比较大的电池供电的使用场所。

A Three-Rail Power Generator

【技术实现步骤摘要】
一种三轨电源生成装置
本技术属于电子
，进一步细分属于DC-DC电源转换
，尤其涉及一种三轨电源生成装置。
技术介绍
在电子线路中，经常需要用到多种规格电源，尤其在测量领域，为了提高运放的线性度和动态范围，单电源供电的系统会给运放提供低于GND的负电源和高于系统供电VCC的正电源，这些电源通常使用DC-DC电路来生成，在现有的技术中，多轨电源需要用多个DC-DC电路完成，电路复杂而且成本高，多个DC-DC之间通常需要进行PWM控制频率的同步工作，以提高系统稳定性和电磁兼容性。使用fly-back结构的DC-DC电路，能够同时生成多组不同电源，但fly-back电路需要使用变压器，并且由于自身结构的特点，其输入输出电流均不连续，因此体积较大，电流纹波较大，且fly-back电路所生成的多轨电源在负载不均衡时，生成的多轨电源电压偏差较大。
技术实现思路
本技术旨在解决上述问题，提供一种体积小、成本低的三轨电源生成装置。本技术所述的三轨电源生成装置，包括由PWM控制的MOS开关管Q1、电容Cin、电感L1、电感L2、电感L3、整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、变换电容CS1、变换电容CS2、滤波电容Co1、滤波电容Co2、滤波电容Co3和反馈控制网络；所述电容Cin、MOS开关管Q1、电感L1、整流二极管D1、滤波电容Co1构成Boost结构的升压DC-DC电路；所述电容Cin、MOS开关管Q1、电感L1、变换电容CS1、电感L2、整流二极管D2、滤波电容Co2构成Cuk结构的负变换DC-DC电路；所述电容Cin、MOS开关管Q1、电感L1、变换电容CS2、电感L3、整流二极管D3、滤波电容Co3构成Sepic结构的正变换DC-DC电路；所述Boost结构的升压DC-DC电路、Cuk结构的负变换DC-DC电路和Sepic结构的正变换DC-DC电路共用输入电容Cin、MOS开关管Q1、反馈控制网络和电感L1；所述升压DC-DC电路、负变换DC-DC电路和正变换DC-DC电路具有相同的开关频率和占空比D；所述反馈控制网络设置于整流二极管D3与MOS开关管Q1之间，用于采样并控制PWM的占空比D。本技术所述的三轨电源生成装置，所述电感L1、电感L2、电感L3使用同一磁芯并线绕制，构成变压器T；所述变压器T的1、3、5管脚为同名端，2、4、6管脚为另一同名端。L1的两管脚为T的1、2管脚，L2的两管脚为T的3、4管脚，L3的管脚为T的5、6管脚；因此变压器T的1、3、5管脚为同名端，2、4、6管脚为另一同名端。本技术所述的三轨电源生成装置，所述T的1管脚和输入电源Vin相连，T的2管脚和MOS开关管Q1的漏极相连，MOS开关管Q1的源极和系统地GND相连，T的4、6管脚分别通过变换电容CS1、电容CS2和MOS开关管Q1的漏极相连，整流二极管D1的正极和MOS开关管Q1的漏极相连，整流二极管D1的负极为Vin+Vo输出端，经过滤波电容Co1滤波输出稳定的电压Vin+Vo；所述T的4管脚和整流二极管D2正极相连，整流二极管D2负极连接系统地GND，T的3管脚为-Vo输出端，经过滤波电容Co2滤波后输出稳定的电压-Vo；所述T的5管脚和系统地GND相连，T的6管脚和整流二极管D3的正极相连，整流二极管D3的负极为+Vo输出端，经过滤波电容Co3滤波后输出稳定的电压+Vo；反馈控制网络通过+Vo采样并控制PWM的占空比以达到调节输出电压的目的。本技术所述的三轨电源生成装置，所述电感L1、电感L2、电感L3构成1:1:1的变压器T。本技术所述的三轨电源生成装置，所述占空比D和输出电压Vo满足：本技术所述的三轨电源生成装置，当电路工作在连续电流模式时，D即为PWM波的占空比；当电路工作在电流断续模式时，D的含义为：其中tQ为Q1导通的时间，tD为整流二极管正向导通的时间。本技术所述的三轨电源生成装置，所述整流二极管导通的条件为电感L1、电感L2、电感L3电流下降到0之前，即电感磁芯中的磁通量下降到0之前；也可理解成tD为MOS管Q1关闭后到电感磁芯中的磁通量下降到0之前这段时间。本技术所述的三轨电源生成装置由一个使用PWM控制的MOS开关管Q1；一个输入电容Cin；绕在同一磁芯上的三个1:1:1的电感L1、L2、L3；三个整流二极管D1、D2、D3；两个变换电容CS1、CS2和三个滤波电容Co1、Co2、Co3及反馈控制网络构成；Cin、Q1、L1、D1、Co1构成一个Boost结构的升压DC-DC电路；Cin、Q1、L1、CS1、L2、D2、Co2构成一个Cuk结构的负变换DC-DC电路；Cin、Q1、L1、CS2、L3、D3、Co3构成一个Sepic结构的正变换DC-DC电路；正常工作时，电路对外输出三种不同规格的电压：+Vo、-Vo、Vin+Vo。在MOS开关管Q1的关闭周期和开通周期，均有输入电流的变换电路，因此电流纹波小于fly-back结构的DC-DC电路，电路正常工作时，三个电感L1、L2和L3同时工作，其互感作用使得本技术所指的一种三轨电源生成装置和独立的Boost、Cuk、Sepic电路相比较，同样工作条件下电感量可减小为独立电路的1/3，从而降低了整个电路的体积和成本，同时输入端，三个不同的DC-DC变换器Boost、Sepic、Cuk电路共用了Cin、L1、Q1和反馈控制网络，因此三个变换器不需要进行控制频率同步，相对于使用三个独立DC-DC电路，有更好的电磁兼容性和稳定性。输出的Vo可以高于输入电压Vin，也可以低于输入电压Vin，尤其适合于Vin变化比较大的电池供电的使用场所。附图说明图1本技术所述三轨电源生成装置电路示意图；图2实施例二所述使用Boost芯片SX1308构成的三轨电源生成装置电路图；图3实施例三所述使用Buck芯片MP2303构成的三轨电源生成装置电路图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术所述三轨电源生成装置进行详细说明。实施例一本实施例中的三轨电源生成装置，如图1所示由一个使用PWM控制的MOS开关管Q1；一个输入电容Cin；绕在同一磁芯上的三个1:1:1的电感L1、L2、L3；三个整流二极管D1、D2、D3；两个变换电容CS1、CS2、三个滤波电容Co1、Co2、Co3及反馈控制网络构成；三个电感L1、L2、L3构成一个1:1:1的变压器T，T的1、3、5管脚为同名端2、4、6管脚为另一同名端，T的1管脚和输入电源Vin相连，T的2管脚和Q1的漏极相连，Q1的源极和系统地GND相连，T的4、6管脚分别通过变换电容CS1、CS2和Q1的漏极相连，D1的正极和Q1的漏极相连，D1的负极为Vin+Vo输出端，经过C1滤波输出稳定的电压Vin+Vo；T的4管脚和D2正极相连，D2负极连接系统地GND，T的3管脚为-Vo输出端，经过Co2滤波后输出稳定的电压-Vo；T的5管脚和系统地GND相连，T的6管脚和D3的正极相连，D3的负极为+Vo输出端，经过Co3滤波后输出稳定的电压+Vo；反馈控制网络通过+Vo采样并控制PWM的占空比以达到调节输出电压的目的。如图1所示，电容Cin、Q1、L1、D1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三轨电源生成装置，其特征在于：包括由PWM控制的MOS开关管Q1、电容Cin、电感L1、电感L2、电感L3、整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、变换电容CS1、变换电容CS2、滤波电容Co1、滤波电容Co2、滤波电容Co3和反馈控制网络；所述电容Cin、MOS开关管Q1、电感L1、整流二极管D1、滤波电容Co1构成Boost结构的升压DC‑DC电路；所述电容Cin、MOS开关管Q1、电感L1、变换电容CS1、电感L2、整流二极管D2、滤波电容Co2构成Cuk结构的负变换DC‑DC电路；所述电容Cin、MOS开关管Q1、电感L1、变换电容CS2、电感L3、整流二极管D3、滤波电容Co3构成Sepic结构的正变换DC‑DC电路；所述Boost结构的升压DC‑DC电路、Cuk结构的负变换DC‑DC电路和Sepic结构的正变换DC‑DC电路共用输入电容Cin、MOS开关管Q1、反馈控制网络和电感L1；所述升压DC‑DC电路、负变换DC‑DC电路和正变换DC‑DC电路具有相同的开关频率和占空比D；所述反馈控制网络设置于整流二极管D3与MOS开关管Q1之间，用于采样并控制PWM的占空比D。...

【技术特征摘要】
1.一种三轨电源生成装置，其特征在于：包括由PWM控制的MOS开关管Q1、电容Cin、电感L1、电感L2、电感L3、整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、变换电容CS1、变换电容CS2、滤波电容Co1、滤波电容Co2、滤波电容Co3和反馈控制网络；所述电容Cin、MOS开关管Q1、电感L1、整流二极管D1、滤波电容Co1构成Boost结构的升压DC-DC电路；所述电容Cin、MOS开关管Q1、电感L1、变换电容CS1、电感L2、整流二极管D2、滤波电容Co2构成Cuk结构的负变换DC-DC电路；所述电容Cin、MOS开关管Q1、电感L1、变换电容CS2、电感L3、整流二极管D3、滤波电容Co3构成Sepic结构的正变换DC-DC电路；所述Boost结构的升压DC-DC电路、Cuk结构的负变换DC-DC电路和Sepic结构的正变换DC-DC电路共用输入电容Cin、MOS开关管Q1、反馈控制网络和电感L1；所述升压DC-DC电路、负变换DC-DC电路和正变换DC-DC电路具有相同的开关频率和占空比D；所述反馈控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永利，刘红波，贾曙军，王峰辉，
申请(专利权)人：西安奇维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61