CN107968575A - 一种反馈控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种反馈控制电路，包括输出反馈绕组、滤波电路和稳压反馈控制单元，输出反馈绕组的电压跟随主功率电路的次级绕组的电压，两者极性相同并且共地，输出反馈绕组的输出端接滤波电路的输入端，经过滤波电路产生电压V1，滤波电路的输出端与稳压反馈控制单元的输入端A相连，稳压反馈控制单元的输入端B连接到主功率电路的输出端正极，滤波电路的输出端一方面给反馈控制单元提供输入信号，一方面给反馈控制单元中的芯片供电。本发明的反馈控制电路能够在高电压输出时不需要外加稳压二极管进行分压情况下采用外加反馈绕组的方式来实现有效可靠的稳压反馈。一方面节约设计的成本，更重要的是提高了产品的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及稳压电源的一种反馈控制电路，特别涉及一种在高电压输出而不需要使用稳压二极管分压的开关电源。
背景技术
开关电源中，对于输出稳压电源的反馈控制中，在电压环反馈控制单元大多采用431和隔离光耦的串联的方式构成，输出电压一方面通过光耦给431供电，一方面给整个电压环反馈单元提供反馈信号，如图1所示。由于431本身的耐压值比较低，因此在输出电压超过50V的情况下大多方式是在431的阴极串联一个适合的稳压管，这中方式的缺点就是因为稳压管长期处于击穿稳压的状态，失效率会大大提高，而且合适的稳压管很难找到，在设计的过程中需要采用多个稳压管串联的实现，这种方式会导致产品的失效率会大大升高。而且431的最低工作电流为1mA，这样就导致流过稳压管的电流至少是1mA，这就导致稳压管必须消耗一部分能量，因此这种方式导致产品的空载功耗大幅度升高，而且功耗会随着输出电压升高而升高，在高电压输出范围表现的尤为明显。而且会降低产品的效率，对于小功率高压输出产品来说这种反馈控制方式的缺点表现的更加明显。
发明内容
有鉴如此，本发明提出一种反馈控制电路，能够在高电压输出时不需要外加稳压二极管进行分压情况下采用外加反馈绕组的方式来实现有效可靠的稳压反馈。一方面节约设计的成本，更重要的是提高了产品的稳定性，本发明通过以下技术方案实现：
一种反馈控制电路，包括输出反馈绕组、滤波电路和稳压反馈控制单元，输出反馈绕组的电压跟随主功率电路的次级绕组的电压，两者极性相同并且共地，输出反馈绕组的输出端接滤波电路的输入端，经过滤波电路产生电压V1，滤波电路的输出端与稳压反馈控制单元的输入端A相连，稳压反馈控制单元的输入端B连接到主功率电路的输出端正极，滤波电路的输出端一方面给反馈控制单元提供输入信号，一方面给反馈控制单元中的芯片供电。
优选的，反馈绕组采用辅助绕组的结构，其绕线方向和极性与主功率次级绕组相同，两者共地，匝数比不同；
优选的，反馈绕组采用抽头式的结构，选取次级主功率绕组的若干圈抽出一点和滤波电路相连。
优选的，滤波电路包括二极管D1和电容C1，所述的二极管的阳极连接反馈绕组的正极性端，二极管的阴极接电容C1的正极端，正极端连接稳压反馈控制单元的A端。
优选的，稳压反馈控制单元包括光耦、电阻R4、电阻R1、电阻R2和可控精密稳压源，光耦的原边发光二极管的阳极即为稳压反馈控制单元的输入端A，光耦的原边发光二极管的阴极端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接可控精密稳压源的阴极，可控精密稳压源的阳极接输出地；电阻R1和电阻R2串联，电阻R1的另一端为稳压反馈控制单元的输入端B，电阻R2的另一端接输出地；可控精密稳压源的可调端连接电阻R1和电阻R2的串联节点。
本发明的工作原理如下：在电源的输出稳压反馈控制单元中，光耦的原边二极管的阳极和主功率电路的输出端断开，而是接在新加的由D1和C1组成的滤波电路的输出端，而滤波电路的输入端接的是反馈绕组N4的输出端正极，这种反馈方式一方面能够给431等类似的芯片提供稳定的基准电压，另一方面当输出端电压升高时反馈绕组N4对应的电压也会升高，经过滤波电路后的电压同样会升高，那样光耦原边二极管的阳极端同样能够感应到输出电压升高的变化，这样光耦原边发光二极管的电流就会增大，实现一种电压环的反馈，这种方式最大的优点就是对于光耦和431等类似的芯片来说，它们串联的这条回路的电压原本等于输出电压，而采用反馈绕组的方式通过改变N4与功率级次级绕组的匝数来讲较高的输出电压等比例的缩小然后加在光耦和431这条回路上。带来的效就是将较高的输出电压缩小成正常的50V以内的电压然后进行反馈，而反馈调节的速度并没有降低，而且产品的动态响应并没有受到影响。
所述的稳压反馈控制单元包括光耦，分压电阻和可控精密稳压源TL431，光耦的原边发光二极管的阳极即为稳压反馈控制单元的A端，分压电阻的上拉电阻R1直接连接主功率电路输出端正极的一端为稳压反馈控制单元的B端，如图2，3所示。通过反馈绕组N4将输出电压等比例缩小然后加在反馈控制单元的A端，实现电压环的供电以及反馈。
本发明产用的抽头式的方式如图3所示，可以省去一个绕组，可以进一步的简化变压器的结构设计工艺，而且可以提供输出过压保护功能，实现产品质量的进一步提高。
与现有的技术相比，本发明具有如下的显著效果：
1、采用绕组的方式给可控精密稳压源TL431等类似的比较芯片供电，降低了空载功耗，提高了产品的效率，特别是对低功率高输出电压的产品来说，效果更加明显。
2、与现有采用稳压二极管串联的方式相比，采用绕组供电反馈的方式，提高了产品的质量，降低了产品因稳压管的原因而失效的风险，同样输出电压越高，效果越明显。
3、由于稳压管的自身差异性，以及在高低温条件下的温漂影响，采用二极管串联的方式对于输出稳压控制环路产生较大风险，采用绕组采样的方式就可以有效的避免这些风险，并且电路简单，变压器设计简单，器件成本低。
附图说明
图1为现有采用稳压管与431串联的方式；
图2为本发明的一种反馈控制电路应用电路原理图；
图3为本发明衍生的应用电路原理图；
具体实施方式
第一实施案例
图2示出了本发明应用的原理图。
一种反馈控制电路，包括输出反馈绕组(辅助绕组或者抽头式绕组)、滤波电路和稳压反馈控制单元，输出反馈绕组的电压跟随主功率次级绕组的电压，两者极性相同并且共地，反馈绕组的结构可以采用辅助绕组的方式和从主功率绕组中取两圈采用抽头的方式，反馈绕组的输出端接滤波电路的输入端，经过一个由二极管和电容组成的滤波电路产生电压V1，滤波电路的输出端与稳压反馈控制单元的输入端A相连，反馈控制单元的输入端B连接到主功率电路的输出端正极，滤波电路的输出端一方面给反馈控制单元提供输入信号，一面给反馈控制单元中的芯片供电。
所述的反馈绕组N4采用辅助绕组的结构，其绕线方向和极性与主功率次级绕组相同，两者共地，匝数比不同；采用抽头式的结构就是选取次级主功率绕组的若干圈抽出一点和滤波电路相连。
滤波电路包括二极管D1和电容C1，所述的二极管的阳极连接反馈绕组的正极性端，二极管的阴极分别接电容C1的正极端和稳压反馈控制单元的输入端A。
稳压反馈控制单元包括光耦、电阻R4、分压电阻R1和R2、和可控精密稳压源TL431，光耦的原边发光二极管的阳极即为稳压反馈控制单元的A端，光耦的原边发光二极管的阴极端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接可控精密稳压源TL431的阴极，可控精密稳压源的阳极接输出地；分压电阻R1和R2串联，R1的另一端为稳压反馈控制单元的B端，R2的另一端接输出地；可控精密稳压源的可调端连接R1和R2的串联节点。
现结合附图2，对本发明的工作原理说明如下：
在电源的输出稳压反馈控制单元中，光耦的原边二极管的阳极和主功率电路的输出端断开，而是接在新加的由D1和C1组成的滤波电路的输出端，而滤波电路的输入端接的是反馈绕组N4的输出端正极，这种反馈方式一方面能够给431等类似的芯片提供稳定的基准电压，另一方面当输出端电压升高时反馈绕组N4对应的电压也会升高，经过滤波电路后的电压同样会升高，那样光耦原边二极管的阳极端同样能够感应到输出电压升高的变化，这样光耦原边发光二极管的电流就会增大，实现一种电压环的反馈，这种方式最大的优点就是对于光耦和431等类似的芯片来说，它们串联的这条回路的电压原本等于输出电压，而采用反馈绕组的方式通过改变N4与功率级次级绕组的匝数来讲较高的输出电压等比例的缩小然后加在光耦和431这条回路上。带来的效就是将较高的输出电压缩小成正常的50V以内的电压然后进行反馈，而反馈调节的速度并没有降低，而且产品的动态响应并没有受到影响。
现结合附图3，对本发明的衍生应用的工作原理说明如下：
这里采用抽头式的方式，在绕线的过程中，取功率级的次级线圈的若干圈作为本次发明中的反馈绕组，抽头C点连接C1和D1组成的滤波电路的输入端，同样滤波电路的输出端的连接方式和图2一样，当输出电压升高时，对应的抽头线圈N4产生的感应电压也会随之升高，那么滤波后的电压也会相应升高，就会使光耦的电流增大，在加上分压电阻R2的电压升高，使431的阴极端的电平降低，最终实现光耦电流的改变，实现一种电压环的反馈。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，例如，用现有的滤波电路代替实施例1中的滤波电路，用现有的基准控制芯片代替现有的431以及类似的比较芯片也能实现本发明的目的，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (5)
1.一种反馈控制电路，其特征在于：包括输出反馈绕组、滤波电路和稳压反馈控制单元，输出反馈绕组的电压跟随主功率电路的次级绕组的电压，两者极性相同并且共地，输出反馈绕组的输出端接滤波电路的输入端，经过滤波电路产生电压V1，滤波电路的输出端与稳压反馈控制单元的输入端A相连，稳压反馈控制单元的输入端B连接到主功率电路的输出端正极，滤波电路的输出端一方面给反馈控制单元提供输入信号，一方面给反馈控制单元中的芯片供电。
2.根据权利要求1所述的一种反馈控制电路，其特征在于：所述的反馈绕组采用辅助绕组的结构，其绕线方向和极性与主功率电路的次级绕组相同，两者共地，匝数比不同。
3.根据权利要求1所述的一种反馈控制电路，其特征在于：所述的反馈绕组采用抽头式的结构，选取主功率电路的次级绕组的其中一圈抽出一点和滤波电路相连。
4.根据权利要求2或3所述的一种反馈控制电路，其特征在于：所述的滤波电路包括二极管D1和电容C1，所述的二极管D1的阳极连接输出反馈绕组的正极性端，二极管D1的阴极分别接电容C1的正极端和稳压反馈控制单元的输入端A。
5.根据权利要求4所述的一种反馈控制电路，其特征在于：所述的稳压反馈控制单元包括光耦、电阻R4、电阻R1、电阻R2和可控精密稳压源，光耦的原边发光二极管的阳极即为稳压反馈控制单元的输入端A，光耦的原边发光二极管的阴极端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接可控精密稳压源的阴极，可控精密稳压源的阳极接输出地；电阻R1和电阻R2串联，电阻R1的另一端为稳压反馈控制单元的输入端B，电阻R2的另一端接输出地；可控精密稳压源的可调端连接电阻R1和电阻R2的串联节点。
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