CN110365211A - 多路输出变换电路及其变换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种多路输出变换电路及其变换方法，所述变换电路包括第一电感、续流电路、第一开关管和多路输出电路，所述第一电感第一端连接所述变换电路的输入端，所述第一电感第二端连接第一开关管第一端，第一开关管第二端接地，所述第一开关管控制端连接控制电路输出端，所述续流电路和所述第一电感并联；每路输出电路输入端连接所述第一电感和所述第一开关管的公共端，每路输出电路输出相应电压。本发明各路输出电压可大于、小于或者等于输入电压。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种多路输出变换电路及其变换方法。
背景技术
如图1所示，示意了现有技术的升压型多路输出变换电路原理图，输入电压为VIN，第一开关管Q1导通给电感L1储能，第二开关管Q2和第三开关管Q3分别控制相应输出电路的输出电压，即VOUT1和VOUT2依次输出，分别将电感L1储存的能量释放给各路。基于升压型电路的工作特性，现有技术在每一个开关周期内至少有一路的输出电压要高于输入电压，电路应用范围小。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用范围广的多路输出变换电路及其变换方法，用于解决现有技术存在的电路多路输出应用范围窄的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种多路输出变换电路，包括第一电感、第一开关管和多路输出电路，所述第一电感第一端连接所述变换电路的输入端，所述第一电感第二端连接第一开关管第一端，所述第一开关管第二端接地；所述多路输出变换电路还包括续流电路，所述续流电路和所述第一电感并联；每路输出电路输入端连接所述第一电感和所述第一开关管的公共端，每路输出电路输出相应电压。
可选的，一个开关周期开始，所述第一开关管或者续流电路先导通；然后，断开所述第一开关管或者续流电路，多路输出电路分时导通。
可选的，每路输出电路的输出电压大于、等于或者小于所述变换电路的输入电压。
可选的，所述续流电路包括第一二极管和第二开关管，所述第一二极管与所述第二开关管的体二极管反向串联；
或者，所述续流电路包括两个反向串联的开关管。
可选的，每个输出电路包括一个二极管、一个开关管和一个电容，所述二极管和所述开关管的体二极管反向串联；或者，每个输出电路包括两个反向串联的开关管和一个电容；所述电容第一端连接相应输出电路输出端，所述电容第二端接地。
可选的，所述多路输出变换电路还包括控制电路，所述控制电路接收每个输出电路输出电压的采样信号和第一电感电流的采样信号，输出相应控制信号控制第一开关管、续流电路中开关管和每个输出电路中开关管的通断。
本发明还提供一种多路输出变换电路的变换方法，所述多路输出变换电路包括第一电感、第一开关管和多路输出电路，所述第一电感第一端连接所述变换电路的输入端，所述第一电感第二端连接第一开关管第一端，所述第一开关管第二端接地，所述第一开关管控制端连接控制电路输出端；一个开关周期开始，所述第一开关管或者续流电路先导通；然后，断开所述第一开关管或者续流电路，多路输出电路分时导通。
可选的，每路输出电路的输出电压大于、等于或者小于所述变换电路的输入电压。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：一个开关周期中，所述第一开关管或者所述续流电路先导通，然后，断开所述第一开关管或者所述续流电路，多路输出电路分时导通。本发明各路输出电压可大于、小于或者等于输入电压。
附图说明
图1为现有技术多输出变换电路原理图；
图2为本发明多输出变换电路原理图；
图3为本发明多输出变换电路作波形图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图2所示，示意了本发明多输出变换电路原理图，所述多输出变换电路包括第一电感L1、续流电路、第一开关管Q2、多个输出电路和控制电路，本实施例仅以两个输出电路为例，但本发明不仅仅限于两个输出电路。所述第一电感L1第一端连接所述变换电路的输入端，所述第一电感L1第二端连接第一开关管Q1第一端，所述第一开关管Q1第二端接地，所述第一开关管Q1控制端连接控制电路输出端；所述续流电路和所述第一电感L1并联，每路输出电路输入端连接所述第一电感L1和所述第一开关管Q1的公共端，每路输出电路输出相应输出电压，所述第一电感L1和所述第一开关管Q1的公共端电压为Vsw。所述续流电路包括二极管D1和第二开关管Q2，所述二极管D1与所述第二开关管Q2的体二极管反向串联。或者，所述续流电路包括两个反向串联的开关管。第一个输出电路包括二极管D3、开关管Q3和电容C2，所述二极管D3与所述开关管Q3的体二极管反向串联，所述电容C2第一端连接相应输出电路输出端，所述电容C3第二端接地，第一个输出电路输出第一输出电压VO1，所述开关管Q3控制端连接控制电路输出端。如图2中所示，第二个输出电路与第一个输出电路具有相同的电路结构，第二输出电路输出第二输出电压VO2。或者，每路输出电路包括两个反向串联的开关管和一个电容。
如图3所示，示意了本发明多输出变换电路工作波形图，该工作波形图与图二中的电路实时例相对应。第一开关管Q1导通时刻或者第二开关管Q2导通时刻做为一个开关周期的开始时刻。一个开关周期开始时，当电感电流IL小于第一阈值电流IL_LIMT时，则所述第一开关管Q1先导通，通过输入电压VIN给所述第一电感L1储能，电感电流IL上升；然后，断开所述第一开关管Q1，第三开关管Q3和第四开关管Q4导通，第二输出电路的输出电压Vo2小于第一输出电路的输出电压Vo1时，第二输出电路先导通，电感电流IL上升速率下降；第二输出电路导通一段时间后，第四开关管Q4关断，第一输出电路导通，第一输出电路导通一段时间后，第三开关管Q3关断，开关周期结束。一个开关周期开始时，当电感电流IL大于第一阈值电流IL_LIMT时，第二开关管Q2导通，续流电路导通，续流电路导通一段时间后，第一电感L1所蓄能量基本维持不变；然后，断开第二开关管Q2，第三开关管Q3和第四开关管Q4导通。第二输出电路的输出电压Vo2小于第一输出电路的输出电压Vo1时，第二输出电路先导通，电感电流IL上升速率下降；第二输出电路导通一段时间后，第四开关管Q4关断，第一输出电路导通，第一输出电路导通一段时间后，第三开关管Q3关断，开关周期结束。
如果每路输出电压都比输入电压低时，第一开关管Q1一直关断。往负载传输能量时，第二开关管Q2断开；不往负载传输能量时，第二开关管Q2的栅极连接其漏极，这时候电感能量消耗在二极管D1和地二开关管Q2上，第二开关管Q2工作在饱和区。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多路输出变换电路，包括第一电感、第一开关管和多路输出电路，所述第一电感第一端连接所述变换电路的输入端，所述第一电感第二端连接第一开关管第一端，所述第一开关管第二端接地；其特征在于：
所述多路输出变换电路还包括续流电路，所述续流电路和所述第一电感并联；每路输出电路输入端连接所述第一电感和所述第一开关管的公共端，每路输出电路输出相应输出电压。
2.根据权利要求1所述的多路输出变换电路，其特征在于：一个开关周期开始，所述第一开关管或者续流电路先导通；然后，断开所述第一开关管或者续流电路，多路输出电路分时导通。
3.根据权利要求1所述的多路输出变换电路，其特征在于：每路输出电路的输出电压大于、等于或者小于所述变换电路的输入电压。
4.根据权利要求1、2或3所述的多路输出变换电路，其特征在于：所述续流电路包括第一二极管和第二开关管，所述第一二极管与所述第二开关管的体二极管反向串联；
或者，所述续流电路包括两个反向串联的开关管。
5.根据权利要求4所述的多路输出变换电路，其特征在于：每个输出电路包括一个二极管、一个开关管和一个电容，所述二极管和所述开关管的体二极管反向串联；或者，每个输出电路包括两个反向串联的开关管和一个电容；所述电容第一端连接相应输出电路输出端，所述电容第二端接地。
6.根据权利要求5所述的多路输出变换电路，其特征在于：所述多路输出变换电路还包括控制电路，所述控制电路接收每个输出电路输出电压的采样信号和第一电感电流的采样信号，输出相应控制信号控制第一开关管、续流电路中开关管和每个输出电路中开关管的通断。
7.一种多路输出变换电路的变换方法，所述多路输出变换电路包括第一电感、第一开关管和多路输出电路，所述第一电感第一端连接所述变换电路的输入端，所述第一电感第二端连接第一开关管第一端，所述第一开关管第二端接地，所述第一开关管控制端连接控制电路输出端；其特征在于：所述多路输出电路还包括续流电路，所述续流电路和所述第一电感并联；每路输出电路输入端连接所述第一电感和所述第一开关管的公共端，每路输出电路输出相应输出电压；
一个开关周期开始，所述第一开关管或者续流电路先导通；然后，断开所述第一开关管或者续流电路，多路输出电路分时导通。
8.根据权利要求7所述的多路输出变换电路的变换方法，其特征在于：每路输出电路的输出电压大于、等于或者小于所述变换电路的输入电压。
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