CN105723602A - 一种多路输出的交叉调整电路及其交叉调整方法 - Google Patents

一种多路输出的交叉调整电路及其交叉调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多路输出的交叉调整电路，所述交叉调整电路包括：一输入端；至少两个输出端，其中一个第一输出端连接有一反馈电路，所述反馈电路连接至所述输入端，并用于通过调整输入端来保持该第一输出端的输出电压，其中，在所述第一输出端以外的其他输出端上游均依次串联有第一电阻(R1)和第一电感(L1)，所述第一电阻(R1)和第一电感(L1)用于进行交叉调整。本发明还提供了该电路的交叉调整方法，通过任一输出支路上的寄生电感及其负载以及第一输出支路上的寄生电感来联立方程得到第一电感(L1)的电感值和第一电阻(R1)的电阻值。本发明能够有效地进行交叉调整，并且造价低。

Description

一种多路输出的交叉调整电路及其交叉调整方法
一种多路输出的交叉调整电路及其交叉调整方法 技术领域
本发明涉及工业自动化领域， 多路输出的交叉调整电路及其交叉调 整方法。 背景技术
交叉调整电路被广泛地应用于工业自动化领域， 例如在大型工业器 械人机交互界面上。 其中， 变压器通常被用于产生安全隔离的多路输出 电路。 尤其是在低压工业领域， 基于反激拓扑 （Flyback) 的多路输出隔 离电路非常常用， 这是由于它功耗低， 并且易于得到多路功率输出。 然 而， 如何交叉调整（Cross regulation)是需要考虑的问题， 这是由于一个 输出支路的输出电压数值会极大地受到其他支路的影响， 例如其他支路 的负载变化等因素。 特别是在完全隔离应用场景下， 交叉调整显得尤为 重要。 对于硬件开发者来说， 交叉调整通常需要花费很长时间。
图 1是现有技术的多路输出的隔离电路的电路连接图。如图 1所示， 电路左部分设置了一个变压器电路， 输入电压 Vde和输出电压 V2应 当按照变压器原理， 按照三者在铁芯上的匝数确定。 然而， 由于输出电 压 V^B V 在的两条输出支路是临近设置的， 因此当输出电压 1所在 支路的负载变化时， 为了交叉调整从而得到准确的输出电压 V2， 现有技 术在输出电压 V2的电路上游设置了一低压差稳压电路 101 (low dropout regulator), 用于对输出电压 V2进行稳压。
反而，现有技术利用低压差稳压电路来调整输出电压存在一些缺点， 例如成本高。 并且， 电路的功率损耗大， 尤其是在输出电压 V2支路 的负载很多时。
如图 2所示，现有技术还利用在输出电压 V2的上游设置一个并联接 地的虚负载器件 102来消耗掉输出电压 V2支路的多余电压。 反而， 虚负 载并不适用于所有情况，它只尤其适用于当输出电压 1支路负载大而输 出电压 V2支路负载小的情况。 并且， 虚负载 102会增大系统能量损失。 输出电压 1支路负载越大， 虚负载 102占用的印刷电路板 （PCB) 的面 积就越大， 这是基于散热因素考虑的。
如图 3所示， 现有技术还利用变压器电路输入和输出绕铁芯不同的 "三明治绕法"来进行交叉调整， 其中， Np表示变压器输入的初级线圈 的匝数， Nsl表示变压器输出电压 对应的次级线圈的匝数， Ns2表示变 压器输出电压 V2对应的次级线圈的匝数。如图 3所示， 在骨架 103上首 先绕上初级线圈一半的匝数 Np/2， 然后再依次缠绕次级线圈 Nsl和 Nsl， 最后再绕上初级线圈一半的匝数 Np/2。 "三明治绕法"的缺陷在于， 其必 须在交叉调整和电磁兼容性做权衡， 也会增加变压器的成本。 并且， 通 常骨架 103很长， 当次级线圈只有少数几圈的情况下， 很难进行均匀地 缠绕。 发明内容
本发明提供了一种多路输出的交叉调整电路及其交叉调整方法。 本发明第一方面提供了一种多路输出的交叉调整电路，其特征在于， 所述交叉调整电路包括： 一输入端； 至少两个输出端， 其中一个第一输出 端连接有一反馈电路， 所述反馈电路连接至所述输入端， 并用于通过调 整输入端来保持该第一输出端的输出电压。 其中， 在所述第一输出端以 外的其他输出端上游均依次串联有第一电阻和第一电感， 所述第一电阻 和第一电感用于进行交叉调整。 本发明仅通过在输出端上一次串联第一 电阻和第一电感就可以对输出电压之间的串扰进行有效交叉调整， 结构 简单， 造价低。 本发明还能够节省调试电磁兼容性的时间， 并能够有效 减少系统发热。
进一步地， 所述输入端和输出端是变压器电路的输出端和输出端。 本发明尤其适用于变压器电路。
进一步地， 所述变压器电路的初级线圈和若干次级线圈在铁芯上采 取叠层绕法。 相较于现有技术的三明治绕法， 本发明采取的层叠绕法更 简单， 造价更低。
进一步地， 所述反馈电路包括依次连接至所述第一输出端的误差放 大模块、光耦以及控制电路。反馈电路用于稳定第一输出端的输出电压， 以使得其他输出端的输出电压都能够以第一输出电压作为基质进行交叉 调整。
进一步地， 所述输入端还并联有一钳位电路， 所述钳位电路包括并 联的第一电容和第二电感以及与该包括并联的第一电容和第二电感的第 一二极管。 所述钳位电路用于钳制住开关的输出电压， 以稳定电压。
进一步地， 所述第一二极管还连接有一开关， 所述开关的另一端连 接至所述控制电路。 反馈电路通过控制所述开关来稳定第一输出端的第 一输出电压。
进一步地， 所述开关为 NMOS, 其栅极连接至所述控制电路， 其源 极接地， 其漏极连接至所述第一二极管。
进一步地， 所述反馈电路用于实现如下功能： 当第一输出端的第一 输出电压没达到预定值时， 所述误差放大模块将所述第一输出端的输出 电压及其预定值的差值传输给光耦， 光耦再将信号传输至控制电路， 由 所述控制电路通过调整输入端的开关来调制该第一输出端的输出电压至 预定值。
进一步地， 所述第一电感的上游具有一等效寄生电感， 所述第一输 出端也具有一等效寄生电感。 由于等效寄生电感能够测得， 等效寄生电 感上的分压等于等效寄生电感值乘以电流对时间的倒数， 而等效寄生电 感上的分压又等于输出支路的总电压减去第一电阻和第一电感上及其他 负载上的分压， 可以得到联立方程。
本发明第二方面提供了一种多路输出的交叉调整方法， 其中， 所述 交叉调整方法适用于本发明第一方面所述的交叉调整电路， 所述交叉调 整方法包括如下步骤：获得所述第一输出端所在支路上的第一总电压值， 以及任一其他输出端所在支路上的总电压值； 测得任一其他输出端所在 支路上的等效寄生电感值， 根据等效寄生电感上的分压等于该等效寄生 电感乘以电流除以时间的倒数， 以及等效寄生电感上的分压等于该支路 上的总电压值减去所述第一电阻和第一电感以及该支路上其他负载上的 分压， 以得到方程一； 测得第一输出端所在支路上的第一等效寄生电感 值， 根据第一等效寄生电感上的分压等于该第一等效寄生电感乘以电流 除以时间的倒数， 以得到方程二； 联立所述方程一和方程二， 可以获得 任一其他输出端所在支路上的第一电阻的电阻值和第一电感的电感值。 本发明的关键在于第一电感的电感值的选取， 其中， 该电感值用于对交 叉调整起主要作用。本发明通过联立普通的物理方程就可以得到电感值( 进一 一电感的电感值由如下方程得到：
Figure IMGF000006_0001
其中， ^表示第一输出端所在支路上的寄生电感值， ^表示任一 其他输出端所在支路上的等效寄生电感值， ^表示第一电感的电感值， /„ 表示第一电感上流过的电流值， 表示第一电阻的电阻值， ^表示绕组 电压， 表示第一输出端所对应的次级线圈的线圈匝数， ^表示第二输 出端所对应的次级线圈的线圈匝数， V。表示任一其他输出端的理想输出 电压值。 进一步地， 所述方程可以简化为：
Figure IMGF000006_0002
简化的方程更易于计算得到第一电感的电感值。 进一步地， 所述第一电阻的电阻值的取值范围为
R < 0.1Ω。 第一电阻的电阻值用于对交叉调整进行微调： 当第一电感 不 够精确时， 可以利用第一电阻进行补充调整。
附图说明
图 1是现有技术的多路输出的第一交叉调整电路的电路连接图； 图 2是现有技术的多路输出的第二交叉调整电路的电路连接图； 图 3是现有技术的多路输出的第三交叉调整电路的所述变压器电路 的初级线圈和若干次级线圈的绕法示意图；
图 4是根据本发明一个具体实施例的多路输出的交叉调整电路的电 路连接图；
图 5是根据本发明一个具体实施例的所述变压器电路的初级线圈和 若干次级线圈的绕法示意图；
图 6是根据本发明一个具体实施例的多路输出的交叉调整电路的电 路连接图， 其中， 包括两个以上多路输出。 具体实施方式
以下结合附图， 对本发明的具体实施方式进行说明。
下文将以多路输出的变压器电路为例对本发明提供的交叉调整电路 及交叉调整方法进行说明。 本领域技术人员应当理解， 本发明不限于适 用于变压器电路， 任何具有多路输出的电路都可应用本发明。
此外， 本发明并不对多路输出的支路数目进行任何限定， 只要利用 反馈电路保持其中一条输出支路的输出电压， 在其他输出支路上游设定 本发明提供的特定电感值的第一电感和第一电阻的串联结构就能够起到 隔离和防止串扰的作用， 即， 交叉调整。
图 4是根据本发明一个具体实施例的多路输出的交叉调整电路的电 路连接图。 根据本发明一个优选实施例， 图 4包括一变压器电路， 所述 变压器电路具有一个输入端和两个输出端， 其中， 两个输出端分别为第 一输出端和第二输出端，第一输出端对应的输出电压为第一输出电压 第二输出端对应的输出电压为第二输出电压 2。变压器是变换交流电压、 电流和阻抗的器件， 当初级线圈中通有交流电流时， 铁芯或磁芯中便产 生交流磁通， 使次级线圈中感应出电压或电流。 变压器由铁芯或磁芯和 线圈组成， 线圈有两个或两个以上的绕组， 其中接电源的绕组叫初级线 圈， 其余的绕组叫次级线圈。 不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过 固定线圈， 均能在线圈中感应电势， 此两种情况， 磁通的值均不变， 但 与线圈相交链的磁通数量却有变动， 这是互感应的原理。 变压器就是一 种利用电磁互感应， 变换电压， 电流和阻抗的器件。 其中， 如图 4所示 的变压器初级线圈的线圈匝数为 Np，两组次级线圈匝数分别为 Nsl和 Ns2。 在初级线圈上加一交流电压 （即， 输入电压 Vd。）， 在次级线圈两端就会 产生感应电动势 (即第一输出电压 第一输出电压 V2)。 其中， 输出电 压和输出电压的比值等于初级线圈匝数和次级线圈匝数的比值。 根据本发明提供的交叉调整机制， 需要将其中一个输出端的输出电 压保持稳定， 以作为其他输出电压的基值以及交叉调整的基础。 如图 4 所示， 根据本发明一个优选实施例， 将第一输出端的第一输出电压 作为基值。 具体地， 第一输出端连接有一反馈电路， 所述反馈电路连接 至输入端， 并用于通过调整输入端来保持该第一输出端的第一输出电压 其中， 在所述第二输出端上游均依次串联有第一电阻 和第一电感 , 所述第一电阻 和第一电感 1^用于对第二输出电压 v2进行交叉调 整。 具体地， 本发明主要通过第一电阻 调整第二输出电压 v2， 第一 电阻 ^用于补充地进行微调。 至于第一电阻 和第一电感 1^的取值， 将在下文中进行详细描述。
进一步地， 所述输入端还并联有一钳位电路 E, 所述钳位电路 E包 括并联的第二电感 L2和第一电容 d以及与该第二电感 L2和第一电容 d 串联的第一二极管 。 该钳位电路 E用于钳制电路中 e点的电压。
进一步地， 所述第一二极管 还连接有一开关 S, 所述开关 S的另 一端连接至所述控制电路 C。 特别低， 所述开关为 NMOS, 其栅极连接 至所述控制电路 C, 其源极接地， 其漏极连接至所述第一二极管 (^。
进一步地， 所述第一输出端依次连接有误差放大模块 A、 光耦 B以 及控制电路 C， 所述误差放大模块 A、 光耦 B以及控制电路 C构成了所 述反馈电路。 所述反馈电路的工作机制如下： 当第一输出端的第一输出 电压 没达到预定值时， 所述误差放大模块 A将差值传输给光耦 B， 光 耦 B再将信号传输至控制电路 C, 由所述控制电路 C通过调整输入端的 开关 S来保持该第一输出端的第一输出电压 假设预期第一输出电压 而实际输出的第一输出电压为 2.1V。 反馈电路检测到预期第 一输出电压和实际第一输出电压不一致， 误差放大模块 A即将差值 0.1 放大一定倍数传输给光耦 B。 假设放大了 10倍， 则光耦 B收到了 IV的 差值信号，并将其传输给控制电路 C。控制电路 C则控制开关 S1来将第 一输出电压 调制为 2V。
采用本发明提供的交叉调整机制， 变压器电路可以采取最简单的初 级线圈和次级线圈 "层叠绕法"。 图 5是根据本发明一个具体实施例的所 述变压器电路的初级线圈和若干次级线圈的绕法示意图， 如图 5所示， 其中， N。表示变压器输入的初级线圈的匝数， ^表示变压器第一输出电 压 对应的次级线圈的匝数， N2表示变压器第二输出电压 V2对应的次 级线圈的匝数。如图 3所示，在骨架 203上首先绕上初级线圈的匝数 No, 然后再依次缠绕次级线圈 N B N2。 相较于现有技术的 "三明治绕法"， 本发明采用的 "层叠绕法"是变压器线圈最简单的绕法， 其不需要复杂 的结构， 造价低。 并且， 由于层叠绕法中同一时间初级线圈和次级线圈 以及次级线圈和其他线圈的耦合电容较小， 电磁兼容性的问题也可以轻 易得到解决。 这充分说明了本发明的优越性。
至于第一电感值和第一电阻值的取值由如下方法得到：
首先， 获得所述第一输出端所在支路上的第一总电压值， 也就是如 附图 4所示的 a点的电压值， 以及第二输出端所在支路上的总电压值， 也就是 b点的电压值。 上述电压值可以通过电压表测得， 也可以通过变 压器电路的公式获得。 具体地， 根据变压器电路的初级电压和次级电压 的电压比等于初级线圈和次级线圈的线圈匝数比就可以得到上述 a、 b点 的电压值。
接着， 测得任一其他输出端所在支路上的等效寄生电感值。 如图 4 所示， 在每个输出端前端都可以等效认为串联有一等效电感。 其中， 第 一支路上对应的是第一等效电感 Lsl，第二支路上对应的是第二等效电感 Ls2 o 根据物理公式， 等效寄生电感上的分压等于该等效寄生电感乘以电 流除以时间的倒数， 因此得到：
V = L
dT 其中， 是第二等效电感 Ls2分压， 第二等效电感上的电感值 Ls2可 以通过仪器测得。
并且， 等效寄生电感上的分压等于该支路上的总电压值减去所述第 一电阻（^)和第一电感（1^ ) 以及该支路上其他负载上的分压。 如图 4 所示， 在第二支路上还具有其他负载第二二极管 d2， 因此， 得到：
Figure IMGF000009_0001
其中， v 表示漏感电压， 表示第一电感的电感值， /2表示第一电 感上流过的电流值（也就是第二支路上流过的电流值）， 表示第一电阻 的电阻值， ^表示绕组电压， 表示第一输出端所对应的次级线圈的线 圈匝数， ^表示第二输出端所对应的次级线圈的线圈匝数， V。表示第二 输出端的理想电压值， ^表示第二输出端所串联的第二二极管 d2 的压 降。
因此， 我们可以近而得到方程一， 如下： dT Νι 然后， 测得第一输出端所在支路上的第一等效寄生电感值， 根据第 一等效寄生电感上的分压等于该第一等效寄生电感 （Lsl) 乘以电流除以 时间的倒数， 以得到方程二：
Lsl ^ = Vs - (V0 + VD)
dT 最后， 联立所述方程一和方程二， 其中具有两个未知数： 第一电阻 的电阻值 以及第一电感的电感值 。
进一步地， 明还可以将上述方程一和方程二简化为：
〜
Figure IMGF000010_0001
由此可以得到第一电感 的电感值的近似值。
其中， 所述第一电阻 用于对交叉调整进行微调， 其电阻值 ^的 取值范围为：
R{≤0.1Ω。 本发明第二方面还提供了一种多路输出的交叉调整方法， 其中， 所 述交叉调整方法利用了上文所述的交叉调整电路。 本发明交叉调整机制 的关键在于第一电感 的电感值的选取。
下面， 我们以附图 4所示的具有两个输出支路的变压器电路的交叉 调整方法， 对本发明的交叉调整方法进行说明。 其中， 该交叉调整方法 包括如下步骤：
首先， 获得所述第一输出端所在支路上的第一总电压值， 也就是如 附图 4所示的 a点的电压值， 以及第二输出端所在支路上的总电压值， 也就是 b点的电压值。 上述电压值可以通过电压表测得， 也可以通过变 压器电路的公式获得。 具体地， 根据变压器电路的初级电压和次级电压 的电压比等于初级线圈和次级线圈的线圈匝数比就可以得到上述 a、 b点 的电压值。
接着， 测得任一其他输出端所在支路上的等效寄生电感值。 如图 4 所示， 在每个输出端前端都可以等效认为串联有一等效电感。 其中， 第 一支路上对应的是第一等效电感 Lsl，第二支路上对应的是第二等效电感 Ls2 o 根据物理公式， 等效寄生电感上的分压等于该等效寄生电感乘以电 流除以时间的倒数， 因此得到：
V = L
dT 其中， 是第二等效电感 Ls2分压， 第二等效电感上的电感值 Ls2可 以通过仪器测得。
并且， 等效寄生电感上的分压等于该支路上的总电压值减去所述第 一电阻（^)和第一电感（1^ ) 以及该支路上其他负载上的分压。 如图 4 所示， 在第二支路上还具有其他负载第二二极管 d2， 因此， 得到：
Figure IMGF000011_0001
其中， v 表示漏感电压， 表示第一电感的电感值， /2表示第一电 感上流过的电流值（也就是第二支路上流过的电流值）， 表示第一电阻 的电阻值， ^表示绕组电压， ^表示第一输出端所对应的次级线圈的线 圈匝数， ^表示第二输出端所对应的次级线圈的线圈匝数， v。表示第二 输出端的理想电压值， ^表示第二输出端所串联的第二二极管 d2 的压 降。
因此， 我们可以近而得到方程一， 如下：
(LS2 + X = vs X ^ - (v0 + VD)
dT Nl 然后， 测得第一输出端所在支路上的第一等效寄生电感值， 根据第 一等效寄生电感上的分压等于该第一等效寄生电感 （Lsl ) 乘以电流除以 时间的倒数， 以得到方程二：
Lsl ^ = Vs - (V0 +VD)
dT 最后， 联立所述方程一和方程二， 其中具有两个未知数： 第一电阻 的电阻值 以及第一电感的电感值 。
进一步地， 本发明还可以将上述方程一和方程二简化为：
Figure IMGF000012_0001
由此可以得到第一电感 的电感值的近似值。
其中， 所述第一电阻 用于对交叉调整进行微调， 其电阻值 ^的 取值范围为：
≤0.1Ω。 参见图 4，表（1 )示出了在没有应用本发明提供的交叉调整机制时， 在不同的输入电压 Vdc的情况下两个之路上第一输出电压 VI和第二输 出电压 V2的值， 其中， 第一支路上流过的电流为 II， 第二支路上流过 的电流为 12。 表 （1 ): 未使用本发明的多路输出电压值
相应地， 表（2)示出了在应用了本发明提供的交叉调整机制时， 在 不同的输入电压 vdc的情况下两个之路上第一输出电压 和第二输出电 压 v2的值， 其中， 第一支路上流过的电流为 第二支路上流过的电流 为 12。 表 （2): 使用了本发明的多路输出电压值
参见表 （1 ) 和表 （2)， 希望得到的第一输出电压 和第二输出电 压 V2应当一致， 也就是趋近 5.14V。 然而， 从表 （1 ) 可知， V2的值在 不同的输入电压和输出电流的情况下分别为大约 5.65V、 6.11V、 5.26V 和 5.49V, 均极大地偏高于预期的 5.14V。 而在使用了本发明以后， 从表 (2)可知， 相应地， 在不同的输入电压和输出电流的情况下分别为大约 5.38V, 5.64V、 4.91V和 5.15V。 相比较而言， 在同样的输入电压和输出 电流情况下， 使用了本发明提供的交叉调制机制， 第二输出电压 V2更趋 于预期值。 这更加说明了本发明的优越性。
图 6是根据本发明一个具体实施例的多路输出的交叉调整电路的电 路连接图， 其中， 包括两个以上多路输出。 如图 6所示， 其输入电压为 Vdc,其输出入端还连接有一开关 S,开关 S进一步地连接至一反馈电路。 输入电压通过电路 M输出了 n个输出电压，分别是第一输出电压 第 二输出电压 V2 ……第 n输出电压 Vn， n表示大于 2的自然数。 其中， 电路 M可以为任何电路， 只要其包括多路输出就应涵盖在本发明的保护 范围以内。
进一步地，第一输出电压 ^乍为基值，通过反馈电路来保持电压值。 其中， 反馈电路的功能和结构和上文描述的反馈电路一致。 反馈电路分 别经过误差放大模块 A、光耦 B以及控制电路 C来控制开关 S以稳定第 一输出电压 Vl t5
进一步地， 第二输出电压 V2 ……第 n输出电压 对应的输出端 上游依次串联有第一电阻 和第一电感 以及第一电阻 '和第一电感 o第一电阻^和第一电感 1^基于以稳定第一输出电压 来进行交叉 调整。 其中， 每个输出支路上并联的第一电感和第一电阻值的选取都由 上文所述的交叉调整方法根据该支路的负载计算所得。 为起见， 在此不 再赘述。
本发明能够极大地降低工程师调试及排除故障的时间， 具体地， 尤 其是减少了工程师尝试不同的变压器线圈绕法的时间， 以及减少了工程 师在调试电磁兼容性方面的时间。 由于本发明需要的制造过程简单， 变 压器的成本得到了有效降低。 本发明能够减少系统发热。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍， 但应当 认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。 在本领域技术人员阅 读了上述内容后， 对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。 因 此， 本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。 此外， 不应将权利 要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求； "包括 "一词不排除 其它权利要求或说明书中未列出的装置或步骤； "第一"、 "第二"等词语 仅用来表示名称， 而并不表示任何特定的顺序。

Claims (1)

  1. 权 利 要 求 书
    1. 一种多路输出的交叉调整电路，其特征在于，所述交叉调整电 路包括：
    一输入端；
    至少两个输出端， 其中一个第一输出端连接有一反馈电路， 所述 反馈电路连接至所述输入端，并用于通过调整输入端来保持该第一输 出端的输出电压，
    其中，在所述第一输出端以外的其他输出端上游均依次串联有第 一电阻 和第一电感（1^)， 所述第一电阻 和第一电感 用于进行交叉调整。
    2. 根据权利要求 1所述的交叉调整电路，其特征在于，所述输入 端和输出端是变压器电路的输出端和输出端。
    3. 根据权利要求 2所述的交叉调整电路，其特征在于，所述变压 器电路的初级线圈和若干次级线圈在铁芯上采取叠层绕法。
    4. 根据权利要求 1所述的交叉调整电路，其特征在于，所述反馈 电路包括依次连接至所述第一输出端的误差放大模块（A)、光耦（B ) 以及控制电路 （C)。
    5. 根据权利要求 1所述的交叉调整电路，其特征在于，所述输入 端还并联有一钳位电路 （E), 所述钳位电路 （E) 包括并联的第一电 容 （d ) 和第二电感 （L2) 以及与该包括并联的第一电容 （d ) 和第 二电感 （L2) 的第一二极管 （(^)。
    6. 根据权利要求 5所述的交叉调整电路，其特征在于，所述第一 二极管 还连接有一开关 （S ) , 所述开关 （S ) 的另一端连接至 所述控制电路 （c)。
    7. 根据权利要求 6所述的交叉调整电路，其特征在于，所述开关 为 NMOS, 其栅极连接至所述控制电路， 其源极接地， 其漏极连接至 所述第一二极管 （ )。
    8. 根据权利要求 7所述的交叉调整电路，其特征在于，所述反馈 电路用于实现如下功能：
    - 当第一输出端的第一输出电压没达到预定值时， 所述误差放大 模块 （A) 将所述第一输出端的输出电压及其预定值的差值传输给光 耦， 光耦 （B ) 再将信号传输至控制电路 （C), 由所述控制电路 （C) 通过调整输入端的开关 （S ) 来调制该第一输出端的输出电压至预定 值。
    9. 根据权利要求 1所述的交叉调整电路，其特征在于，所述第一 电感 （1^ ) 的上游具有一等效寄生电感 （Ls2)， 所述第一输出端也具 有一等效寄生电感 (Lsl) o
    10. —种多路输出的交叉调整方法， 其特征在于， 所述交叉调整 方法适用于权利要求 1至 9任一项所述的交叉调整电路，所述交叉调 整方法包括如下步骤：
    获得所述第一输出端所在支路上的第一总电压值， 以及任一其他 输出端所在支路上的总电压值；
    测得任一其他输出端所在支路上的等效寄生电感值，根据等效寄 生电感上的分压等于该等效寄生电感（Ls2)乘以电流除以时间的倒数， 以及等效寄生电感上的分压等于该支路上的总电压值减去所述第一 电阻 （^) 和第一电感 （1^ ) 以及该支路上其他负载上的分压， 以得 到方程一；
    测得第一输出端所在支路上的第一等效寄生电感值，根据第一等 效寄生电感 （Lsl ) 上的分压等于该第一等效寄生电感 （Lsl ) 乘以电 流除以时间的倒数， 以得到方程二；
    联立所述方程一和方程二，可以获得任一其他输出端所在支路上 的第一电阻 （^) 的电阻值和第一电感 （1^) 的电感值。
    11. 根据权利要求 10所述的交叉调整方法，其特征在于，所述第 一电感 （1^ 方程得到：
    Figure IMGF000016_0001
    Lsl x ^ = Vs - V0
    dT 其中， LS1表示第一输出端所在支路上的寄生电感值， L 表示任 一其他输出端所在支路上的等效寄生电感值， ^表示第一电感的电感 值， /„表示第一电感上流过的电流值， 表示第一电阻的电阻值， ^表 示绕组电压， 表示第一输出端所对应的次级线圈的线圈匝数， ^表 示第二输出端所对应的次级线圈的线圈匝数， V。表示任一其他输出端 的理想输出电压值。
    12. 根据权利要求 10所述的交叉调整方法，其特征在于，所述方 程可以简化为：
    Figure IMGF000017_0001
    13. 根据权利要求 10所述的交叉调整方法，其特征在于，所述第 一电阻 （^) 的电阻值的取值范围为：
    R, < 0.1Ω
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110431787A (zh) * 2017-03-22 2019-11-08 华为技术有限公司 信号传输方法、装置、设备及系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109149947B (zh) * 2018-09-29 2021-01-19 北京机械设备研究所 一种多路输出反激式变换器
TWI690139B (zh) * 2019-05-08 2020-04-01 立錡科技股份有限公司 返馳式電源供應電路及其中之控制電路與控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1507141A (zh) * 2002-11-27 2004-06-23 夏普株式会社 开关电源装置
CN101064475A (zh) * 2006-04-28 2007-10-31 台达电子工业股份有限公司 具有改善交叉调整性能的多重输出直流－直流转换器
CN101114792A (zh) * 2006-07-28 2008-01-30 三星电子株式会社 电源以及带有所述电源的图像形成设备
CN101212181A (zh) * 2006-12-31 2008-07-02 艾默生网络能源系统有限公司 一种多路输出电源
US20110044076A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for load compensation with primary-side sensing and regulation for flyback power converters
CN102420525A (zh) * 2011-12-15 2012-04-18 南京亚派科技实业有限公司 一种改善开关电源多路输出交叉调整率电路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1738455A2 (en) * 2004-04-13 2007-01-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Flyback converter
US7236376B2 (en) * 2005-11-17 2007-06-26 System General Corp. Controller for regulating output current at the primary side of a power supply
TWI328918B (en) 2006-04-25 2010-08-11 Delta Electronics Inc Multi-output dc-dc converter with improved cross-regulation performance
US7227762B1 (en) * 2006-05-15 2007-06-05 Pi International Ltd. Fine-tuning circuit for the winding voltage of a transformer
KR20080071311A (ko) * 2007-01-30 2008-08-04 국민대학교산학협력단 포스트 조정기

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1507141A (zh) * 2002-11-27 2004-06-23 夏普株式会社 开关电源装置
CN101064475A (zh) * 2006-04-28 2007-10-31 台达电子工业股份有限公司 具有改善交叉调整性能的多重输出直流－直流转换器
CN101114792A (zh) * 2006-07-28 2008-01-30 三星电子株式会社 电源以及带有所述电源的图像形成设备
CN101212181A (zh) * 2006-12-31 2008-07-02 艾默生网络能源系统有限公司 一种多路输出电源
US20110044076A1 (en) * 2009-08-20 2011-02-24 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for load compensation with primary-side sensing and regulation for flyback power converters
CN102420525A (zh) * 2011-12-15 2012-04-18 南京亚派科技实业有限公司 一种改善开关电源多路输出交叉调整率电路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110431787A (zh) * 2017-03-22 2019-11-08 华为技术有限公司 信号传输方法、装置、设备及系统
CN110431787B (zh) * 2017-03-22 2021-02-23 华为技术有限公司 信号传输方法、装置、设备及系统

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