CN112332670B - 一种多组多电压输出反激式变换器控制电路 - Google Patents

一种多组多电压输出反激式变换器控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多组多电压输出反激式变换器控制电路,包括:控制模块,用于产生第一控制信号控制第一开关的通断以向变压器传输能量并产生控制输出电压模块的多个控制信号;输入电路,用于将输入交流或直流电压整流滤波后传输至变压器;变压器,用于将初级储存的能量传输至各次级绕组;辅助电源模块,用于产生控制所述变换器工作所需的辅助电源并传输至所述控制模块;输出电压模块,包括多个输出电路,每个输出电路包括第I开关SI和第I滤波电容CI,用于在所述控制模块的第I控制信号的控制下接通或断开第I开关SI对第I滤波电容CI进行充电从而获得稳定的第I路输出。

Description

一种多组多电压输出反激式变换器控制电路
技术领域
本发明涉及一种控制电路,特别是涉及一种多组多电压输出反激式变换器控制电路。
背景技术
现有的多组多电压输出反激式变换器电路如图8和图9所示,由第一控制电路控制第一开关S1的接通和断开,以达到由输入电路向变压器初级输出能量,变压器初级产生磁场将能量储存于变压器磁隙。当第一开关S1断开后,储存于变压器磁隙的能量经变压器次级输出,通过二极管D2向第二电容C2充电,通过反馈电路使输出1为设定电压,输出2的设定电压要通过二级转换/二级稳压电路才能达到设定电压,如果输出1和输出2的电压都是可调的,便要如图9在每一路输出加入二级转换/二级稳压电路才能达到设定电压。
上述多组多电压输出反激式变换器电路的缺点如下:
需要通过加入二级转换/二级稳压电路才可产生多于一种可控的输出电压,增加电路覆杂性,二级转换/二级稳压电路亦增加转换损耗,降低变换器转换效能,降低变换器可靠性,成本高。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足,本发明之目的在于提供一种多组多电压输出反激式变换器控制电路,以提供一种电路结构简单、无需二级转换/二级稳压电路来产生多于一种及多组可控的输出电压、且零件数量少、转换效能高的多组多电压输出反激式变换器控制电路。
为达上述及其它目的,本发明提出一种多组多电压输出反激式变换器控制电路,包括:
控制模块,用于产生第一控制信号控制第一开关的通断以向变压器传输能量并产生控制输出电压模块的多个控制信号;
输入电路,用于将输入输入交流或直流电压整流滤波后传输至变压器;
变压器,用于隔离及将初级储存的能量传输至各次级绕组;
辅助电源模块,用于产生控制所述变换器工作所需的辅助电源并传输至所述控制模块;
输出电压模块,包括多个输出电路,每个输出电路包括第I开关SI和第I滤波电容CI,用于在所述控制模块的第I控制信号的控制下接通或断开第I开关SI对第I滤波电容CI进行充电或放电从而获得稳定的第I路输出。
优选地,所述控制模块包括第一开关、第一控制电路、隔离反馈电路和第二控制电路,所述输入电路的输出连接至所述变压器的初级(T10)的同名端,所述变压器的初级(T10)的异名端连接至第一开关(S1)的一端,第一开关(S1)的另一端接地,第一开关(S1)的控制端连接至第一控制电路的输出端,所述第一控制电路通过隔离反馈电路连接所述第二控制电路,所述第二控制电路输出多路控制信号至所述输出电压模块。
优选地,所述变压器为一包含m个次级绕组的高频变压器,所述变压器的第二次级(T12)至第m次级(T1m)的同名端通过共回路的形式接地,所述变压器的第二次级(T12)的异名端连接第二开关(S2)、第三开关(S3)、……、第K开关(SK)的一端,…,所述变压器的第m次级T1m的异名端连接第K+x开关SK+x、……、第N开关SN的一端。
优选地,次级个数m取决于电路设计的需要,其中m≥2。
优选地,每个次级所连接的输出电路个数取决于该组所需的输出电压数目。
优选地,所述输出电压模块的第I输出电路的第I开关(SI)的另一端与第I滤波电容(CI)的一端相连组成第I路输出并连接至第I负载,第I开关(SI)的控制端连接至所述第二控制电路的多控制线输出端。
优选地,所述变压器的次级绕组共回路,或不共回路以实现不同负载的隔离。
与现有技术相比,本发明电路结构简单,不需要二级转换/二级稳压电路来产生多于一种及多组可控的输出电压,使用的零件数量少,提高了转换效能,并提高可靠性和降低成本。
附图说明
图1为本发明一种多组多电压输出反激式变换器控制电路的电路结构图;
图2为以图1为基础m=2、N=3共回路时的多组多电压输出反激式变换器控制电路的实施例图;
图3为图1为基础m=3、N=3不共回路时的多组多电压输出反激式变换器控制电路的实施例图;
图4-图6为本发明具体实施例中实现原理示意图;
图7为本发明实施例的时序图;
图8为现有多电压输出反激式变换器之控制电路的结构示意图;
图9为现有输出电压可调的多电压输出反激式变换器之控制电路结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用,本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用,在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种多组多电压输出反激式变换器控制电路的电路结构图。如图1所示,本发明一种多组多电压输出反激式变换器控制电路,包括:控制模块10、输入电路20、变压器30、辅助电源模块40以及输出电压模块50。其中,控制模块10由第一开关S1、第一控制电路、隔离反馈电路和第二控制电路组成,用于产生第一控制信号控制第一开关S1的通断以向变压器30传输能量并产生控制输出电压模块50的多个控制信号;输入电路20,用于将输入交流或直流电压整流滤波后传输至变压器30;变压器30为一包含多个次级绕组的高频变压器,用于将初级储存的能量传输至各次级绕组;辅助电源模块40由第一二极管D1和第一滤波电容C1组成,用于产生控制本发明反激式变换器工作所需的辅助电源并传输至第一控制电路;输出电压模块50由多个输出电路502~50N组成,每个输出电路50I由第I开关SI和第I滤波电容CI组成,用于在第I控制信号的控制下接通或断开第I开关SI对第I滤波电容CI进行充电或放电从而获得稳定的第I路输出(输出I),I=2,3,……,N。负载模块60为需要供电的电路。
具体地,输入电路20的输出连接至变压器T1的初级T10的同名端,变压器T1的初级T10的异名端连接至第一开关S1的一端,第一开关S1的另一端接地,第一开关S1的控制端连接至第一控制电路的输出端;变压器T1的第一次级T11的同名端接地,变压器T1的第一次级T11的异名端连接第一二极管D1的阳极,第一二极管D1的阴极连接至第一滤波电容C1的一端和第一控制电路的反馈端,第一滤波电容C1的另一端接地;变压器T1的第二次级T12、第m次级T1m的同名端通过共回路的形式接地,变压器T1的第二次级T12的异名端连接第二开关S2、第三开关S3、……、第K开关SK的一端,…,变压器T1的第m次级T1m的异名端连接第K+x开关SK+x、……、第N开关SN的一端,其中,x表示常数,由变压器T1的次级个数及每个次级所连接的输出电路个数决定,次级个数m取决于电路设计的需要,m≥2,每个次级所连接的输出电路个数取决于后续所接的负载大小和本次级输出功率;第I开关SI的另一端与第I滤波电容CI的一端相连组成第I路输出(输出I)并连接至第I负载(负载I),第I开关SI的控制端连接至第二控制电路的多控制线输出端(N-2个控制信号),第I路输出(输出I)同时连接至第二控制电路的反馈端;第二控制电路与隔离反馈电路相连,隔离反馈电路通过光耦合器或隔离通讯芯片或隔离放大器或信号变压器后与第一控制电路相连。
不失一般性,T12、……、T1m等m-1个次级绕组可以共回路,也可以不共回路以达到不同负载的隔离。
图2为以图1为基础m=2、N=3共回路时的多组多电压输出反激式变换器控制电路的实施例图,当m=2、N=3时,电路简化为2个次级绕组、2个输出的实施方式。图3为图1为基础m=3、N=3不共回路时的多组多电压输出反激式变换器控制电路的实施例图,当m=3、N=3时,电路简化为3个次级绕组、2个输出的实施方式。为便于描述,本发明以m=2、N=3的情况为例对本发明进行工作原理描述。
参考图4,当所述第二开关断开S2和第三开关S3断开,第一开关S1接通,变压器T1初级经第一开关S1接地,输入电路20向变压器T1初级输出能量,变压器T1初级产生磁场将能量储存于变压器磁隙,如图7中t0至t1。
如图5所示,当第一开关S1断开,第三开关S3接通(或如图6第二开关S2接通,按输出电压决定接通时序,由较低输出电压输出电路顺序至最高输出电压输出电路),储存于变压器磁隙的能量经变压器T1次级输出,通过第三开关S3向第三电容C3充电(或通过第二开关S2向第二电容C2充电),第三电容C3电压上升(如图7,t1至t2),当第三电容C3的电压达到设定电压时,第二控制电路控制第三开关S3断开,停止向第三电容C3充电,同时控制第二开关S2接通,通过第二开关S2向第二电容C2充电,第二电容C2电压上升(如图7,t2至t3)。当第二电容C2充电完成后,第二控制电路控制第二开关S2断开和第三开关S3断开,第一控制电路控制第一开关S1接通,进入下一工作周期(如图7,t3至t4)。
可见,本发明电路结构简单,不需要二级转换/二级稳压电路来产生多于一种及多组可控的输出电压,使用的零件数量少,提高了转换效能,并提高可靠性和降低成本。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰与改变。因此,本发明的权利保护范围,应如权利要求书所列。

Claims (4)

1.一种多组多电压输出反激式变换器控制电路,包括:
控制模块,用于产生第一控制信号控制第一开关的通断以向变压器传输能量并产生控制输出电压模块的多个控制信号;
所述控制模块包括第一开关、第一控制电路、隔离反馈电路和第二控制电路,输入电路的输出连接至所述变压器的初级(T10)的同名端,所述变压器的初级(T10)的异名端连接至第一开关(S1)的一端,第一开关(S1)的另一端接地,第一开关(S1)的控制端连接至第一控制电路的输出端,所述第一控制电路经光耦合器或隔离通讯芯片或隔离放大器或信号变压器后通过隔离反馈电路连接所述第二控制电路,所述第二控制电路输出多路控制信号至所述输出电压模块;
输入电路,用于将输入交流或直流电压整流滤波后传输至变压器;
变压器,用于将初级储存的能量传输至各次级绕组;
所述变压器为一包含m个次级绕组的高频变压器,所述变压器的第一次级(T11)的异名端通过第一二极管(D1)连接第一滤波电容(C1)和第一控制电路的反馈端;所述变压器的第二次级(T12)至第m次级(T1m)的同名端通过共回路的形式接地,所述变压器的第二次级(T12)的异名端连接第二开关(S2)、第三开关(S3)、……、第K开关(SK)的一端,…,所述变压器的第m次级T1m的异名端连接第K+x开关SK+x、……、第N开关SN的一端;x表示常数,由变压器的次级个数及每个次级所连接的输出电路个数决定;每个次级所连接的输出电路根据后续所接的负载大小和本次级输出功率确定;
辅助电源模块,用于产生控制所述变换器工作所需的辅助电源并传输至所述控制模块;
输出电压模块,包括多个输出电路,每个输出电路包括与所述第二控制电路的多控制线输出端连接的第I开关SI和与第I开关SI连接的第I滤波电容CI,每个输出电路的滤波电容一一对应连接负载模块中的负载,输出电压模块用于在所述控制模块的第I控制信号的控制下接通或断开第I开关SI对第I滤波电容CI进行充电从而获得稳定的第I路输出,I=2,3,……,N;
所述输出电压模块具体用于:
当第一开关(S1)断开时,根据输出电压的高低确定所述输出电路的接通时序,根据所述接通时序依次接通所述输出电路中的开关,每接通一所述输出电路中的开关,通过当前接通的所述输出电路中的开关将储存于变压器磁隙的能量经变压器的次级输出,以向与当前接通的所述输出电路中的开关对应连接的滤波电容充电,使得滤波电容电压上升,在检测到滤波电容电压上升至设定电压时,第二控制电路控制当前接通的所述输出电路中的开关断开,停止向对应的滤波电容充电,同时根据所述接通时序控制接通下一个输出电路中的开关,以此类推,直至根据接通时序接通所有待接通的输出电路中的开关且所有输出电路中的开关均断开后,第一控制电路控制第一开关接通,进入下一工作周期。
2.如权利要求1所述的一种多组多电压输出反激式变换器控制电路,其特征在于:次级个数m取决于电路设计的需要,其中m≥2。
3.如权利要求1所述的一种多组多电压输出反激式变换器控制电路,其特征在于:所述输出电压模块的第I输出电路的第I开关(SI)的另一端与第I滤波电容(CI)的一端相连组成第I路输出并连接至第I负载,第I开关(SI)的控制端连接至所述第二控制电路的多控制线输出端。
4.如权利要求1所述的一种多组多电压输出反激式变换器控制电路,其特征在于:所述变压器的次级绕组共回路,或不共回路以实现不同负载的隔离。
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