專利名稱：提高多路輸出電源負(fù)載不平衡度的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，尤其涉及單路控制多路輸出的二次電源領(lǐng)域。
圖1是單路控制的基本正激電源電路示意圖輸入電壓正極與第一電感L1、變壓器原邊、MOSFET、輸入電壓負(fù)極組成串聯(lián)回路，第一電容C1跨接在第一電感L1與變壓器原邊的連接點(diǎn)和輸入電壓負(fù)極之間，第一電容C1的負(fù)極與輸入電壓負(fù)極相連。
變壓器副邊有兩個(gè)并繞的繞組，即繞組I和繞組II，將輸出分為兩個(gè)支路，即支路I和支路II。
支路I是這樣構(gòu)成的繞組I與第二電感L2、第二電容C2、第一二極管VD1組成串聯(lián)回路，第二二極管VD2與第二電感L2、第二電容C2組成的支路并聯(lián)，第一電阻R1與第二電容C2并聯(lián)；第二電容C2的負(fù)極與同時(shí)第一二極管VD1的正極、第二二極管VD1的正極相連。
支路II是這樣構(gòu)成的繞組II與第三電感L2’、第三電容C2’、第三二極管VD1’組成串聯(lián)回路，第四二極管VD2’與第三電感L2’、第三電容C2’組成的支路并聯(lián)，第二電阻R1’與第三電容C2’并聯(lián)；第三電容C2’的負(fù)極同時(shí)與第三二極管VD1’的正極、第四二極管VD2’的正極相連。第二電感L2與第三電感L2’是耦合繞制的。
控制電路的輸入取自支路I的輸出電壓正、負(fù)極，控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)脈沖，作為變壓器原邊MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號與MOSFET的柵極相連。
在支路I和支路II兩路設(shè)計(jì)輸出電壓相等的情況下，當(dāng)不控支路(支路II)負(fù)載很輕，該路輸出電感L2′電流不連續(xù)時(shí)，輸出電壓VO1′等于電感兩端電壓V1加上續(xù)流電子開關(guān)VD2′兩端電壓V2，假設(shè)支路I和支路II的輸出電感L2和L2′耦合度為1，電感兩端電壓V1應(yīng)該和電感L2兩端電壓相等，而被控制支路(支路I)滿載時(shí)電感L2電流連續(xù)，兩端電壓應(yīng)該等于該路輸出電壓。這樣，支路II輸出電壓比支路I輸出電壓多出了V2；當(dāng)支路II負(fù)載和支路I負(fù)載都較重，電感L2′電流連續(xù)，輸出電壓VO1′等于電感兩端電壓V1；假設(shè)兩路輸出電感L2和L2′耦合度為1，應(yīng)該和支路I電感兩端電壓相等，而支路I滿載時(shí)電感L2電流連續(xù)，電感兩端電壓應(yīng)該等于輸出電壓。以上分析可以看出，支路II當(dāng)電感電流連續(xù)和不連續(xù)時(shí)，即使兩路輸出電感L2和L2′耦合度為1，輸出電壓在兩種條件下仍然相差V2。
圖2是單路控制的基本反激電源電路示意圖輸入電壓正極與第一電感L1、變壓器原邊、MOSFET、輸入電壓負(fù)極組成串聯(lián)回路，第一電容C1跨接在第一電感L1與變壓器原邊的連接點(diǎn)和輸入電壓負(fù)極之間，第一電容C1的負(fù)極與輸入電壓負(fù)極相連。
變壓器副邊有兩個(gè)并繞的繞組，即繞組I和繞組II，將輸出分為兩個(gè)支路，即支路I和支路II。
支路I是這樣構(gòu)成的繞組I與第二電容C2、第一二極管VD1組成串聯(lián)回路，VD1的正極與第二電容C2負(fù)極相連，第一電阻R1與第二電容C2并聯(lián)。
支路II是這樣構(gòu)成的繞組II與第三電容C2’、第二二極管VD1’組成串聯(lián)回路，VD1’的正極與第三電容C2’負(fù)極相連，第二電阻R1’與第三電容C2’并聯(lián)。
控制電路的輸入取自支路I的輸出電壓正、負(fù)極，控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)脈沖，作為變壓器原邊MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號與MOSFET的柵極相連。
假設(shè)支路I和支路II兩路設(shè)計(jì)輸出電壓相等當(dāng)不控支路(支路II)負(fù)載很輕，儲能電感(即變壓器)電流不連續(xù)時(shí)，輸出電壓VO1′等于VD1′兩端電壓V2加上變壓器副邊輸出電壓V1，假設(shè)兩路輸出變壓器繞組耦合度為1，V1應(yīng)該和被控制支路(支路I)變壓器副邊兩端電壓相等，而支路I滿載時(shí)電流連續(xù)，變壓器副邊兩端電壓應(yīng)該等于該路輸出電壓，這樣，支路II輸出電壓比支路I輸出電壓多出了V2；當(dāng)支路II負(fù)載較重，儲能電感電流連續(xù)時(shí)，輸出電壓VO1′等于變壓器副邊兩端電壓V1；假設(shè)兩路輸出變壓器繞組耦合度為1，應(yīng)該和支路I副邊繞組兩端電壓相等，而支路I滿載時(shí)儲能電感電流連續(xù)，變壓器副邊兩端電壓應(yīng)該等于輸出電壓。以上分析可以看出，支路II當(dāng)儲能電感電流連續(xù)和不連續(xù)時(shí)即使輸出變壓器副邊耦合度為1，輸出電壓在兩種條件下仍然相差V2。
本發(fā)明的一種技術(shù)方案是輸入電壓正極與第一電感L1、變壓器原邊、MOSFET、輸入電壓負(fù)極組成串聯(lián)回路，第一電容C1跨接在第一電感L1與變壓器原邊的連接點(diǎn)和輸入電壓負(fù)極之間，MOSFET的漏極與變壓器串聯(lián)，MOSFET源極與輸入負(fù)聯(lián)接，第一電容C1的負(fù)極與輸入電壓負(fù)極相連；變壓器副邊有兩個(gè)并繞的繞組，即繞組I和繞組II，將輸出分為兩個(gè)支路，即支路I和支路II。
支路I是這樣構(gòu)成的繞組I與第二電感L2、第二電容C2、第一二極管VD1組成串聯(lián)回路；第二可控電子開關(guān)VT2與由第二電感L2、第二電容C2組成的串聯(lián)支路并聯(lián)，漏極與第二電感L2相連，柵極通過第二電阻R2接在與第一電感相連的變壓器原邊一端的非同名端，即用于整流的單向?qū)щ姷牡谝欢O管VD1的負(fù)極；第一電阻R1與第二電容C2并聯(lián)；第二電容C2的負(fù)極與第一二極管VD1的正極、第二可控電子開關(guān)VT2的源極相連；支路II是這樣構(gòu)成的繞組II與第三電感L2’、第三電容C2’、第二二極管VD1’組成串聯(lián)回路；
第三可控電子開關(guān)VT2’與由第三電感L2’、第三電容C2’組成的串聯(lián)支路并聯(lián)，漏極與第三電感L2’相連，柵極通過第四電阻R2’接與第一電感相連的變壓器原邊一端的非同名端，即用于整流的單向?qū)щ姷牡诙O管VD1’的負(fù)極；第三電阻R1’與第三電容C2’并聯(lián)；第三電容C2’的負(fù)極與第二二極管VD1’的正極、第三可控電子開關(guān)VT2’的源極相連；第二電感L2與第三電感L2’是耦合繞制的；控制電路的輸入取自支路I的輸出電壓正、負(fù)極，控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)脈沖，作為變壓器原邊MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號與MOSFET的柵極相連。
本發(fā)明的另一種技術(shù)方案是輸入電壓正極與第一電感L1、變壓器原邊、MOSFET、輸入電壓負(fù)極組成串聯(lián)回路，第一電容C1跨接在第一電感L1與變壓器原邊的連接點(diǎn)和輸入電壓負(fù)極之間，MOSFET的漏極與變壓器串聯(lián)，MOSFET源極與輸入負(fù)聯(lián)接，第一電容C1的負(fù)極與輸入電壓負(fù)極相連；變壓器副邊有兩個(gè)并繞的繞組，即繞組I和繞組II，將輸出分為兩個(gè)支路，即支路I和支路II；支路I是這樣構(gòu)成的繞組I與第二電容C2、第二可控電子開關(guān)VT2組成串聯(lián)回路；第一電阻R1與第二電容C2并聯(lián)；第二電容C2的負(fù)極與第二可控電子開關(guān)VT2的漏極相連；第二可控電子開關(guān)VT2的柵極通過第二電阻R2接在第二電容C2的正極，即輸出正極。
支路II是這樣構(gòu)成的繞組II與第三電容C2’、第三可控電子開關(guān)VT2’組成串聯(lián)回路；第三電阻R1’與第三電容C2’并聯(lián)；第三電容C2’的負(fù)極與第三可控電子開關(guān)VT2’的漏極相連；第三可控電子開關(guān)VT2’的柵極通過第四電阻R2’接在第三電容C2’的正極，即輸出正極。
控制電路的輸入取自支路I的輸出電壓正、負(fù)極，控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)脈沖，作為變壓器原邊MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號與MOSFET的柵極相連。
本發(fā)明與傳統(tǒng)方案相比，將正激電路中無源控制的用于續(xù)流的單向?qū)щ婋娮娱_關(guān)去掉，取而代之的是有源控制的可以雙向?qū)щ姷碾娮娱_關(guān)，在任何負(fù)載條件下都不存在輸出電感(或儲能電感)電流不連續(xù)情況，從原理上減小負(fù)載不平衡度。


圖1是單路控制雙路輸出的基本正激電源電路。
圖2是單路控制雙路輸出的基本反激電源電路。
圖3是本發(fā)明技術(shù)方案一的電路圖。
圖4是本發(fā)明技術(shù)方案二的電路圖。
圖1、圖2已在背景技術(shù)部分作了詳細(xì)說明。
圖3是本發(fā)明技術(shù)方案一的示意圖。
輸入電壓正極與第一電感L1、變壓器原邊、MOSFET、輸入電壓負(fù)極組成串聯(lián)回路，第一電容C1跨接在第一電感L1與變壓器原邊的連接點(diǎn)和輸入電壓負(fù)極之間，MOSFET的漏極與變壓器串聯(lián)，MOSFET源極與輸入負(fù)聯(lián)接，第一電容C1的負(fù)極與輸入電壓負(fù)極相連；變壓器副邊有兩個(gè)并繞的繞組，即繞組I和繞組II，將輸出分為兩個(gè)支路，即支路I和支路II。
支路I是這樣構(gòu)成的繞組I與第二電感L2、第二電容C2、第一二極管VD1組成串聯(lián)回路；第二可控電子開關(guān)VT2與由第二電感L2、第二電容C2組成的串聯(lián)支路并聯(lián)，漏極與第二電感L2相連，柵極通過第二電阻R2接在與第一電感相連的變壓器原邊一端的非同名端，即用于整流的單向?qū)щ姷牡谝欢O管VD1的負(fù)極；第一電阻R1與第二電容C2并聯(lián)；第二電容C2的負(fù)極與第一二極管VD1的正極、第二可控電子開關(guān)VT2的源極相連；支路II是這樣構(gòu)成的繞組II與第三電感L2’、第三電容C2’、第二二極管VD1’組成串聯(lián)回路；第三可控電子開關(guān)VT2’與由第三電感L2’、第三電容C2’組成的串聯(lián)支路并聯(lián)，漏極與第三電感L2’相連，柵極通過第四電阻R2’接與第一電感相連的變壓器原邊一端的非同名端啊，即用于整流的單向?qū)щ姷牡诙O管VD1’的負(fù)極；第三電阻R1’與第三電容C2’并聯(lián)；第三電容C2’的負(fù)極與第二二極管VD1’的正極、第三可控電子開關(guān)VT2’的源極相連；第二電感L2與第三電感L2’是耦合繞制的；控制電路的輸入取自支路I的輸出電壓正、負(fù)極，控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)脈沖，作為變壓器原邊MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號與MOSFET的柵極相連。
該電路的工作過程如下當(dāng)同名端電壓為正時(shí)，為整流階段。整流開關(guān)VD1、VD1′導(dǎo)通，不論兩路輸出負(fù)載有何差異，兩路輸出工作方式相同。
當(dāng)同名端電壓為負(fù)時(shí)，為續(xù)流階段。續(xù)流電子開關(guān)VT2、VT2′導(dǎo)通，整流開關(guān)VD1、VD1′關(guān)斷，由于續(xù)流電子開關(guān)VT2、VT2′的雙向?qū)щ娦裕娏骺梢酝ㄟ^它們雙向流動(dòng)。所以即使支路II輸出負(fù)載很輕，該路電感電流也是連續(xù)的，只不過方向改變了，不管怎樣，支路II輸出電壓VO1′都等于其輸出電感兩端電壓V1，假設(shè)電感耦合度為1，應(yīng)該控制支路I輸出電感兩端電壓相等，即等于支路I輸出電壓VO1。
圖4是本發(fā)明技術(shù)方案二的電路圖。
輸入電壓正極與第一電感L1、變壓器原邊、MOSFET、輸入電壓負(fù)極組成串聯(lián)回路，第一電容C1跨接在第一電感L1與變壓器原邊的連接點(diǎn)和輸入電壓負(fù)極之間，MOSFET的漏極與變壓器串聯(lián)，MOSFET源極與輸入負(fù)聯(lián)接，第一電容C1的負(fù)極與輸入電壓負(fù)極相連；變壓器副邊有兩個(gè)并繞的繞組，即繞組I和繞組II，將輸出分為兩個(gè)支路，即支路I和支路II；支路I是這樣構(gòu)成的繞組I與第二電容C2、第二可控電子開關(guān)VT2組成串聯(lián)回路；第一電阻R1與第二電容C2并聯(lián)；第二電容C2的負(fù)極與第二可控電子開關(guān)VT2的漏極相連；第二可控電子開關(guān)VT2的柵極通過第二電阻R2接在第二電容C2的正極，即輸出正極。
支路II是這樣構(gòu)成的繞組II與第三電容C2’、第三可控電子開關(guān)VT2’組成串聯(lián)回路；第三電阻R1’與第三電容C2’并聯(lián)；第三電容C2’的負(fù)極與第三可控電子開關(guān)VT2’的漏極相連；第三可控電子開關(guān)VT2’的柵極通過第四電阻R2’接在第三電容C2’的正極，即輸出正極。
控制電路的輸入取自支路I的輸出電壓正、負(fù)極，控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)脈沖，作為變壓器原邊MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號與MOSFET的柵極相連。
該電路的工作過程如下當(dāng)同名端電壓為正時(shí)，為儲能階段，整流開關(guān)VT2、VT2′不導(dǎo)通。
當(dāng)同名端電壓為負(fù)時(shí)，為整流階段，整流開關(guān)VT2、VT2′導(dǎo)通，由于整流電子開關(guān)VT2、VT2′的雙向?qū)щ娦?，電流可以通過它們雙向流動(dòng)，所以即使支路II輸出負(fù)載很輕，儲能電感電流也是連續(xù)的，只不過方向改變了，不管怎樣，支路II輸出電壓VO1等于該路變壓器副邊兩端電壓V1，如果變壓器副邊繞組耦合度為1，應(yīng)該和被控制支路變壓器副邊兩端電壓相等，即等于控制支路輸出電壓VO1。
本發(fā)明可廣泛用于各類多路輸出的開關(guān)電源中，尤其適用于小體積，低成本的多路輸出電源。
權(quán)利要求
1.提高多路輸出電源負(fù)載不平衡度的電路，其特征在于輸入電壓正極與第一電感L1、變壓器原邊、MOSFET、輸入電壓負(fù)極組成串聯(lián)回路，第一電容C1跨接在第一電感L1與變壓器原邊的連接點(diǎn)和輸入電壓負(fù)極之間，MOSFET的漏極與變壓器串聯(lián)，MOSFET源極與輸入負(fù)聯(lián)接，第一電容C1的負(fù)極與輸入電壓負(fù)極相連；變壓器副邊有兩個(gè)并繞的繞組，即繞組I和繞組II，將輸出分為兩個(gè)支路，即支路I和支路II；支路I是這樣構(gòu)成的繞組I與第二電感L2、第二電容C2、第一二極管VD1組成串聯(lián)回路；第二可控電子開關(guān)VT2與由第二電感L2、第二電容C2組成的串聯(lián)支路并聯(lián)，漏極與第二電感L2相連，柵極通過第二電阻R2接在與第一電感相連的變壓器原邊一端的非同名端，即用于整流的單向?qū)щ姷牡谝欢O管VD1的負(fù)極；第一電阻R1與第二電容C2并聯(lián)；第二電容C2的負(fù)極與第一二極管VD1的正極、第二可控電子開關(guān)VT2的源極相連；支路II是這樣構(gòu)成的繞組II與第三電感L2’、第三電容C2’、第二二極管VD1’組成串聯(lián)回路；第三可控電子開關(guān)VT2’與由第三電感L2’、第三電容C2’組成的串聯(lián)支路并聯(lián)，漏極與第三電感L2’相連，柵極通過第四電阻R2’接與第一電感相連的變壓器原邊一端的非同名端，即用于整流的單向?qū)щ姷牡诙O管VD1’的負(fù)極；第三電阻R1’與第三電容C2’并聯(lián)；第三電容C2’的負(fù)極與第二二極管VD1’的正極、第三可控電子開關(guān)VT2’的源極相連；第二電感L2與第三電感L2’是耦合繞制的；控制電路的輸入取自支路I的輸出電壓正、負(fù)極，控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)脈沖，作為變壓器原邊MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號與MOSFET的柵極相連。
2.提高多路輸出電源負(fù)載不平衡度的電路，其特征在于輸入電壓正極與第一電感L1、變壓器原邊、MOSFET、輸入電壓負(fù)極組成串聯(lián)回路，第一電容C1跨接在第一電感L1與變壓器原邊的連接點(diǎn)和輸入電壓負(fù)極之間，MOSFET的漏極與變壓器串聯(lián)，MOSFET源極與輸入負(fù)聯(lián)接，第一電容C1的負(fù)極與輸入電壓負(fù)極相連；變壓器副邊有兩個(gè)并繞的繞組，即繞組I和繞組II，將輸出分為兩個(gè)支路，即支路I和支路II；支路I是這樣構(gòu)成的繞組I與第二電容C2、第二可控電子開關(guān)VT2組成串聯(lián)回路；第一電阻R1與第二電容C2并聯(lián)；第二電容C2的負(fù)極與第二可控電子開關(guān)VT2的漏極相連；第二可控電子開關(guān)VT2的柵極通過第二電阻R2接在第二電容C2的正極，即輸出正極；支路II是這樣構(gòu)成的繞組II與第三電容C2’、第三可控電子開關(guān)VT2’組成串聯(lián)回路；第三電阻R1’與第三電容C2’并聯(lián)；第三電容C2’的負(fù)極與第三可控電子開關(guān)VT2’的漏極相連；第三可控電子開關(guān)VT2’的柵極通過第四電阻R2’接在第三電容C2’的正極，即輸出正極；控制電路的輸入取自支路I的輸出電壓正、負(fù)極，控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)脈沖，作為變壓器原邊MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號與MOSFET的柵極相連。
全文摘要
提高多路輸出電源負(fù)載不平衡度的電路，涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，技術(shù)方案是輸入電壓正極與第一電感L1、變壓器原邊、MOSFET、輸入電壓負(fù)極組成串聯(lián)回路，第一電容C1跨接在第一電感L1與變壓器原邊的連接點(diǎn)和輸入電壓負(fù)極之間，MOSFET的漏極與變壓器串聯(lián)，MOSFET源極與輸入負(fù)聯(lián)接，第一電容C1的負(fù)極與輸入電壓負(fù)極相連；變壓器副邊有兩個(gè)并繞的繞組，將輸出分為兩個(gè)支路，即支路I和支路II；控制電路的輸入取自支路I的輸出電壓正、負(fù)極，控制電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)脈沖，作為變壓器原邊MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號與MOSFET的柵極相連，本發(fā)明從原理上減小負(fù)載不平衡度。
文檔編號H02M3/24GK1417933SQ0113211
公開日2003年5月14日 申請日期2001年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月30日
發(fā)明者高曉光 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所