【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于开关电源，具体是涉及到一种多路输出冗余的开关电源电路。
技术介绍
1、现有的多路输出冗余电源是通过单个变压器多绕组输出实现，输出通过较大的耦合电感控制精度，外加输出冗余芯片；或者是采用复杂的控制算法实现，并达到输出电压精度要求。
2、在现有的多路输出冗余电源中，几百瓦的功率直-直变换器常采用正激类拓扑结构，由于多路输出和功率的要求，使得变压器及对应的耦合电感等占用的空间会很大。另外，多路输出的电感一般用耦合电感，以解决输出交叉调整率差的问题。如果输出精度要求较高的情况下，很多设计方案会用到较为复杂的控制算法，以便逐周期控制多路脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)。并且，传统冗余方案往往在开关器件、控制芯片和磁芯器件等元件所占用的体积较大，无法满足有限体积的单板要求。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种多路输出冗余的开关电源电路，使得直-直变换器设计更加简单，减少了电子元器件的占用面积。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出一种多路输出冗余的开关电源电路，包括：主控芯片、与所述主控芯片连接的正激拓扑电路、推挽拓扑电路和buck拓扑电路、以及多个冗余电路，所述主控芯片控制所述正激拓扑电路对输入的电源电压处理后输出第一电压，并经第一冗余电路处理后得到第一输出冗余电压；所述主控芯片控制所述推挽拓扑电路对输入的所述电源电压处理后输出第二电压和第三电压，并分别经第二冗余电路和第三冗余电路处理后分别得到第二输出冗余电压和第
3、可选的，所述开关电源电路还包括：辅助电源模块，所述辅助电源模块对输入的所述电源电压处理后输出第一驱动电压和第二驱动电压。
4、可选的，所述正激拓扑电路包括：第一电容、第一线圈、第一二极管、第一开关管、第一变压器、第二二极管、第三二极管、第一电感以及第二电容；所述第一电容的一端、所述第一线圈的一端以及所述第一变压器的第一端接所述电源电压，所述第一线圈的另一端与所述第三二极管的阴极连接，所述第一开关管的第一端与所述主控芯片连接，所述第一开关管的第二端与所述第一变压器的第二端连接，所述第一电容的另一端、所述第三二极管的阳极和所述第一开关管的第三端接地，所述第一变压器的第三端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一变压器的第四端接地，所述第一二极管的阴极与所述第一电感的一端以及所述第二二极管的阴极连接，所述第一电感另一端与所述第二电容的一端以及所述第一冗余电路连接，所述第一变压器的第四端、所述第二电容的另一端以及所述第二二极管的阳极接地。
5、可选的，所述开关电源电路还包括：模拟控制单元，所述模拟控制单元与所述辅助电源模块连接，用于接收所述第一驱动电压，所述模拟控制单元与所述主控芯片以及所述正激拓扑电路连接，用于对所述正激拓扑电路进行反馈控制。
6、可选的，所述模拟控制单元的第一输入端与所述辅助电源模块连接，用于接收所述第一驱动电压；所述模拟控制单元的第二输入端与所述主控芯片连接，用于接收使能信号，所述模拟控制单元的第三输入端与所述正激拓扑电路的输出端连接，用于接收反馈的所述第一电压，所述模拟控制单元的第四输入端接收所述第一开关管的电流信号，所述模拟控制单元的输出端与所述第一开关管的第一端连接，用于输出第一pmw控制信号。
7、可选的，所述推挽拓扑电路包括：第三电容、第一电流互感器、第二变压器、第二开关管、第三开关管、第二线圈、第三线圈、第四电容以及第五电容；所述第二变压器包括原边线圈、第一副边线圈以及第二副边线圈；所述第三电容的一端接所述电源电压，所述第二开关管的第一端和所述第三开关管的第一端与所述主控芯片连接，所述原边线圈的第一端与所述所述第二开关管的第二端相连，所述原边线圈的中心抽头通过所述第一电流互感器接所述电源电压，所述第一电流互感器还与所述主控芯片连接，所述原边线圈的第二端与所述第三开关管的第二端连接，所述第三电容的另一端、所述第二开关管的第三端和所述第三开关管的第三端均接地，所述第一副边线圈的第一端、第二端均与所述第二线圈的第一端相连，所述第二线圈的第二端与所述第四电容的一端相连，所述第一副边线圈的中心抽头和所述第四电容的另一端接地，所述第二副边线圈的第一端、第二端均与所述第三线圈的第一端相连，所述第三线圈的第二端与所述第五电容的一端相连，所述第一副边线圈的中心抽头和所述第四电容的另一端接地，所述第二线圈与第三线圈相互耦合；所述第二线圈的第二端输出所述第二电压至所述第二冗余电路和所述buck拓扑电路；所述第三线圈的第二端输出所述第三电压至所述第三冗余电路和所述buck拓扑电路连接。
8、可选的，所述推挽拓扑电路还包括：4个整流电路，其中，第一整流电路连接在所述第一副边线圈的第一端与所述第二线圈的第一端之间，第二整流电路连接在所述第一副边线圈的第二端与所述第二线圈的第一端之间，第三整流电路连接在所述第二副边线圈的第一端与所述第三线圈的第一端之间，第四整流电路连接在所述第二副边线圈的第二端与所述第三线圈的第一端之间。
9、可选的，所述开关电源电路还包括：原边驱动单元，所述原边驱动单元与所述辅助电源模块、所述主控芯片以及所述推挽拓扑电路连接；所述原边驱动单元接收所述第一驱动电压以及所述主控芯片传输的第一控制信号，并对所述第一控制信号处理后输出第二pwm控制信号，以控制所述第二开关管和所述第三开关管的导通与关断。
10、可选的，所述buck拓扑电路包括：第二电流互感器、第一buck电路、第三电流互感器、第二buck电路、用于驱动所述第一buck电路的第一驱动电路以及用于驱动所述第二buck电路的第二驱动电路；所述第一buck电路的输入端通过所述第二电流互感器与所述第二线圈的第二端连接，所述第一驱动电路接收所述第二驱动电压以及所述主控芯片传输的第二控制信号，并对所述第二控制信号处理后输出第三pwm控制信号以控制所述第一buck电路，所述第二buck电路的输入端通过所述第三电流互感器与所述第三线圈的第二端连接，所述第二驱动电路接收所述第二驱动电压以及所述主控芯片传输的第三控制信号，并对所述第三控制信号处理后输出第四pwm控制信号以控制所述第二buck电路；所述第二电流互感器和所述第三电流互感器还与所述主控芯片连接，所述第一buck电路的输出端与所述第五冗余电路连接，所述第二buck电路的输出端与所述第四冗余电路连接。
11、可选的，所述开关电源电路还包括：过温保护电路，所述过温保护电路与所述辅助电源模块连接，用于接收所述第二驱动电压，所述过温保护电路还与所述主控芯片连接，输出过温控制信号至所述主控芯片以进行过温保护。
12、从上面所述可以看出，本专利技术提供的技术方案的有益效果是：本专利技术提供的一种多路输出冗余的开关电源电路，包括：主控芯片、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多路输出冗余的开关电源电路，其特征是，所述开关电源电路包括：主控芯片、与所述主控芯片连接的正激拓扑电路、推挽拓扑电路和Buck拓扑电路、以及多个冗余电路，所述主控芯片控制所述正激拓扑电路对输入的电源电压处理后输出第一电压，并经第一冗余电路处理后得到第一输出冗余电压；所述主控芯片控制所述推挽拓扑电路对输入的所述电源电压处理后输出第二电压和第三电压，并分别经第二冗余电路和第三冗余电路处理后分别得到第二输出冗余电压和第三输出冗余电压；所述主控芯片控制控制所述Buck拓扑电路对所述第二电压和所述第三电压处理后输出第五电压和第四电压，并分别经第五冗余电路和第四冗余电路处理后分别得到第五输出冗余电压和第四输出冗余电压。
2.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征是，所述开关电源电路还包括：辅助电源模块，所述辅助电源模块对输入的所述电源电压处理后输出第一驱动电压和第二驱动电压。
3.如权利要求2所述的开关电源电路，其特征是，所述正激拓扑电路包括：第一电容、第一线圈、第一二极管、第一开关管、第一变压器、第二二极管、第三二极管、第一电感以及第二电容；所述第一电容的一
4.如权利要求3所述的开关电源电路，其特征是所述开关电源电路还包括：模拟控制单元，所述模拟控制单元与所述辅助电源模块连接，用于接收所述第一驱动电压，所述模拟控制单元与所述主控芯片以及所述正激拓扑电路连接，用于对所述正激拓扑电路进行反馈控制。
5.如权利要求4所述的开关电源电路，其特征是，所述模拟控制单元的第一输入端与所述辅助电源模块连接，用于接收所述第一驱动电压；所述模拟控制单元的第二输入端与所述主控芯片连接，用于接收使能信号，所述模拟控制单元的第三输入端与所述正激拓扑电路的输出端连接，用于接收反馈的所述第一电压，所述模拟控制单元的第四输入端接收所述第一开关管的电流信号，所述模拟控制单元的输出端与所述第一开关管的第一端连接，用于输出第一PMW控制信号。
6.如权利要求2所述的开关电源电路，其特征是，所述推挽拓扑电路包括：第三电容、第一电流互感器、第二变压器、第二开关管、第三开关管、第二线圈、第三线圈、第四电容以及第五电容；所述第二变压器包括原边线圈、第一副边线圈以及第二副边线圈；所述第三电容的一端接所述电源电压，所述第二开关管的第一端和所述第三开关管的第一端与所述主控芯片连接，所述原边线圈的第一端与所述所述第二开关管的第二端相连，所述原边线圈的中心抽头通过所述第一电流互感器接所述电源电压，所述第一电流互感器还与所述主控芯片连接，所述原边线圈的第二端与所述第三开关管的第二端连接，所述第三电容的另一端、所述第二开关管的第三端和所述第三开关管的第三端均接地，所述第一副边线圈的第一端、第二端均与所述第二线圈的第一端相连，所述第二线圈的第二端与所述第四电容的一端相连，所述第一副边线圈的中心抽头和所述第四电容的另一端接地，所述第二副边线圈的第一端、第二端均与所述第三线圈的第一端相连，所述第三线圈的第二端与所述第五电容的一端相连，所述第一副边线圈的中心抽头和所述第四电容的另一端接地，所述第二线圈与第三线圈相互耦合；所述第二线圈的第二端输出所述第二电压至所述第二冗余电路和所述Buck拓扑电路；所述第三线圈的第二端输出所述第三电压至所述第三冗余电路和所述Buck拓扑电路连接。
7.如权利要求6所述的开关电源电路，其特征是，所述推挽拓扑电路还包括：4个整流电路，其中，第一整流电路连接在所述第一副边线圈的第一端与所述第二线圈的第一端之间，第二整流电路连接在所述第一副边线圈的第二端与所述第二线圈的第一端之间，第三整流电路连接在所述第二副边线圈的第一端与所述第三线圈的第一端之间，第四整流电路连接在所述第二副边线圈的第二端与所述第三线圈的第一端之间。
8.如权利要求6所述的开关电源电路，其特征是，所述开关电源电路还包括：原边驱动单元，所述原边驱动单元与所述辅助电源模块、所述主控芯片以及所述推挽拓扑电路连接；所述原边驱动单元接收所述第一驱动电压以及所述主控芯片传...
【技术特征摘要】
1.一种多路输出冗余的开关电源电路，其特征是，所述开关电源电路包括：主控芯片、与所述主控芯片连接的正激拓扑电路、推挽拓扑电路和buck拓扑电路、以及多个冗余电路，所述主控芯片控制所述正激拓扑电路对输入的电源电压处理后输出第一电压，并经第一冗余电路处理后得到第一输出冗余电压；所述主控芯片控制所述推挽拓扑电路对输入的所述电源电压处理后输出第二电压和第三电压，并分别经第二冗余电路和第三冗余电路处理后分别得到第二输出冗余电压和第三输出冗余电压；所述主控芯片控制控制所述buck拓扑电路对所述第二电压和所述第三电压处理后输出第五电压和第四电压，并分别经第五冗余电路和第四冗余电路处理后分别得到第五输出冗余电压和第四输出冗余电压。
2.如权利要求1所述的开关电源电路，其特征是，所述开关电源电路还包括：辅助电源模块，所述辅助电源模块对输入的所述电源电压处理后输出第一驱动电压和第二驱动电压。
3.如权利要求2所述的开关电源电路，其特征是，所述正激拓扑电路包括：第一电容、第一线圈、第一二极管、第一开关管、第一变压器、第二二极管、第三二极管、第一电感以及第二电容；所述第一电容的一端、所述第一线圈的一端以及所述第一变压器的第一端接所述电源电压，所述第一线圈的另一端与所述第三二极管的阴极连接，所述第一开关管的第一端与所述主控芯片连接，所述第一开关管的第二端与所述第一变压器的第二端连接，所述第一电容的另一端、所述第三二极管的阳极和所述第一开关管的第三端接地，所述第一变压器的第三端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一变压器的第四端接地，所述第一二极管的阴极与所述第一电感的一端以及所述第二二极管的阴极连接，所述第一电感另一端与所述第二电容的一端以及所述第一冗余电路连接，所述第一变压器的第四端、所述第二电容的另一端以及所述第二二极管的阳极接地。
4.如权利要求3所述的开关电源电路，其特征是所述开关电源电路还包括：模拟控制单元，所述模拟控制单元与所述辅助电源模块连接，用于接收所述第一驱动电压，所述模拟控制单元与所述主控芯片以及所述正激拓扑电路连接，用于对所述正激拓扑电路进行反馈控制。
5.如权利要求4所述的开关电源电路，其特征是，所述模拟控制单元的第一输入端与所述辅助电源模块连接，用于接收所述第一驱动电压；所述模拟控制单元的第二输入端与所述主控芯片连接，用于接收使能信号，所述模拟控制单元的第三输入端与所述正激拓扑电路的输出端连接，用于接收反馈的所述第一电压，所述模拟控制单元的第四输入端接收所述第一开关管的电流信号，所述模拟控制单元的输出端与所述第一开关管的第一端连接，用于输出第一pmw控制信号。
6.如权利要求2所述的开关电源电路，其特征是，所述推挽拓扑电路包括：第三电容、第一电流互感器、第二变压器、第二开关管、第三开关管、第二线圈、第三线圈、第四电容以及第五电容；所述第二变压器包括原边线圈、第一副边线圈以及第二副边线圈；所述第三电容的一端接所述电源电压，所述第二开关管的第一端和所述第三开关管的第一端与所述主控芯片连接，所述原边线圈的第一端与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗慧，李灿，王富光，张顺彪，陈修林，刘云华，唐清，谭红林，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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