CN115065249A - 一种开关电源加权反馈装置和一种加权反馈开关电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关电源加权反馈装置和一种加权反馈开关电源，该开关电源加权反馈装置针对现有的用于交流功放的开关电源控制器只有一个FB引脚，导致次级反馈采样点如果只取正电压或负电压，会导致非反馈采样端输出的是不稳压功率的问题，通过电源加权反馈电路对开关电源输出的正电源端和负电源端同时采样，并各提供50％的反馈信号权重，等比例调节正电源端电压和负电源端电压的大小，使开关电源的输出电压稳定。

Description

一种开关电源加权反馈装置和一种加权反馈开关电源
技术领域
本发明涉及开关电源设计技术领域，尤其涉及一种开关电源加权反馈装置和一种加权反馈开关电源。
背景技术
所有的用电设备都需要使用电源，大部分用电设备的电源都是单路或多路的单电源输出。但也有需要使用的正负电压输出的情况，如给交流功放供电的电源。这种供电方式的电源的特点是，当交流功放工作时，正电压和负电压是交替输出功率的，同一时刻只有一个电压在输出功率，另一个则是空载状态。但是现有技术中，电源的开关电源控制器只有一个FB引脚，此时如果次级整流反馈采样点只取正电压或负电压，会导致非反馈采样端输出的是不稳压功率，甚至完全没有功率输出能力。
发明内容
本发明提供一种开关电源加权反馈装置和一种加权反馈开关电源，旨在进行交流功放过程中，无论是正电压或负电压输出功率，开关电源均可稳定地输出。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种开关电源加权反馈装置，包括：
电压基准单元、运算放大单元、光电耦合单元；其中，
所述电压基准单元连接运算放大单元，用于生成标准稳定的基准电压Vref；
所述运算放大单元的输出端连接光电耦合器的负极输入端，所述光电耦合器的集电极输出端连接开关电源的FB端；
所述开关电源输出的正电源端V+与所述运算放大单元的负输入端连接；
所述开关电源输出的负电源端V—与所述运算放大单元的正输入端连接。
其中，电压基准单元包括一电压基准源，所述生成基准电压Vref，所述电压基准源通过地线接地；生成的所述基准电压Vref通过一电阻R5连接至运算放大单元的正输入端。
其中，运算放大单元包括一运算放大器U1，所述运算放大器的正输入端通过电阻R5连接至电压基准单元，负输入端和输出端之间连接一反馈补偿电路。
其中，反馈补偿电路包括串联设置的电阻R7和电容C4，二者的一端连接，电阻R7的另一端连接至所述运算放大器的负输入端，电容C4的另一端连接至所述运算放大器的输出端。
其中，开关电源输出的正电源端V+通过电阻R2与所述运算放大器U1的负极输入端连接，并通过电阻R6接地；所述开关电源输出的负电源端V—通过电阻R3与所述运算放大器U1的正极输入端连接。
其中，运算放大器U1的输出端通过电阻R1连接所述光电耦合器的负极输入端。
本发明的第二个目的在于提出一种加权反馈开关电源，包括桥式整流电路、电源PWM控制器及次级整流电路，还包括如前述技术方案所述的开关电源加权反馈装置；
其中，所述电源PWM控制器分别与桥式整流电路及次级整流电路连接，电源PWM控制器的FB端连接所述光电耦合器的集电极输出端。
区别于现有技术，本发明提供的开关电源加权反馈装置，通过设置电源加权反馈电路，针对现有的用于交流功放的开关电源控制器只有一个FB引脚，导致次级反馈采样点如果只取正电压或负电压，会导致非反馈采样端输出的是不稳压功率的问题，通过电源加权反馈电路对开关电源输出的正电源端和负电源端同时采样，并各提供50％的反馈信号权重，等比例调节正电源端电压和负电源端电压的大小，使开关电源的输出电压稳定。
附图说明
本发明的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明提供的一种开关电源加权反馈装置的结构示意图。
图2是本发明提供的一种加权反馈开关电源的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
图1为本发明实施例所提供的一种开关电源加权反馈装置的结构示意图。该装置包括：
电压基准单元、运算放大单元、光电耦合单元；其中，
所述电压基准单元连接运算放大单元，用于生成标准稳定的基准电压Vref；
所述运算放大单元的输出端连接光电耦合器的负极输入端，所述光电耦合器的集电极输出端连接开关电源的FB端；
所述开关电源输出的正电源端V+与所述运算放大单元的负输入端连接；
所述开关电源输出的负电源端V—与所述运算放大单元的正输入端连接。
其中，电压基准单元包括一电压基准源，所述生成基准电压Vref，所述电压基准源通过地线接地；生成的所述基准电压Vref通过一电阻R5连接至运算放大单元的正输入端。
其中，运算放大单元包括一运算放大器U1，所述运算放大器的正输入端通过电阻R5连接至电压基准单元，负输入端和输出端之间连接一反馈补偿电路。
其中，反馈补偿电路包括串联设置的电阻R7和电容C4，二者的一端连接，电阻R7的另一端连接至所述运算放大器的负输入端，电容C4的另一端连接至所述运算放大器的输出端。
其中，开关电源输出的正电源端V+通过电阻R2与所述运算放大器U1的负极输入端连接，并通过电阻R6接地；所述开关电源输出的负电源端V—通过电阻R3与所述运算放大器U1的正极输入端连接。
其中，运算放大器U1的输出端通过电阻R1连接所述光电耦合器的负极输入端。
电压基准产生标准稳定正电压Vref，因运算放大器U1运放工作在放大状态，所以运算放大器U1的正输入端和负输入端为虚短状态，设定电阻R3和电阻R5连接点的电压值为V1，电阻R2和电阻R6连接点的电压为V2，则
Figure BDA0003443052200000031
此时
Figure BDA0003443052200000032
Figure BDA0003443052200000033
无论V+还是V-增大都会导致V2有大于V1的趋势，此时电阻R1和电容C4连接点的电压V3将降低，使得光耦合器OP1导通，从而控制开关电源的PWM控制减小占空比，最终调节V+和V-的电压使其不会继续增大。对于V+或V-，因为带有负载而使电压降低，都会导致V2有小于V1的趋势，此时V3将升高，使得光耦合器OP1趋向于关断，从而开关电源PWM控制器的PWM控制增大占空比，最终调节V+和V-的电压使其不会继续减小，从而保持了输出电压的稳定。
其中，R3、R5为负电压输出端的分压电阻，R2、R6为正电压输出端的分压电阻。U1为运算放大器，C4和R7为反馈环路补偿网络，光耦合器OP1用于为反馈电路初级和次级提供隔离的电流信号变换。
综上，本发明针对现有的用于交流功放的开关电源控制器只有一个FB引脚，导致次级反馈采样点如果只取正电压或负电压，会导致非反馈采样端输出的是不稳压功率的问题，通过电源加权反馈电路对开关电源输出的正电源端和负电源端同时采样，并各提供50％的反馈信号权重，通过调节基准电压的值等比例调节正电源端电压和负电源端电压的大小，使开关电源的输出电压稳定。
如图2所示，本发明还提供了一种加权反馈开关电源，包括桥式整流电路、电源PWM控制器及次级整流电路，还包括如前述技术方案所述的开关电源加权反馈装置；
其中，所述电源PWM控制器分别与桥式整流电路及次级整流电路连接，电源PWM控制器的FB端连接所述光电耦合器的集电极输出端。
现有的开关电源通常包括桥式整流电路、电源PWM控制器及次级整流电路，其中，电源PWM控制器只有一个FB引脚，所以次级整流反馈采样点如果只取正电压或负电压，会导致非反馈采样端输出的是不稳压功率，甚至完全没有功率输出能力。针对这个问题，本实施例提供了一种电源加权反馈电路与FB引脚相连，对开关电源输出的正电源端与负电源端同时采样，并分别提供50％的反馈信号权重，实现当正电源端或负电源端输出功率时，开关电源均能稳定地输出电压。
区别于现有技术，本发明提供的开关电源加权反馈装置，通过设置电源加权反馈电路，针对现有的用于交流功放的开关电源控制器只有一个FB引脚，导致次级反馈采样点如果只取正电压或负电压，会导致非反馈采样端输出的是不稳压功率的问题，通过电源加权反馈电路对开关电源输出的正电源端和负电源端同时采样，并各提供50％的反馈信号权重，等比例调节正电源端电压和负电源端电压的大小，使开关电源的输出电压稳定。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对所述实施例进行变化、修改、替换和变型。倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种开关电源加权反馈装置，连接一开关电源，其特征在于，包括：电压基准单元、运算放大单元、光电耦合单元；其中，
所述电压基准单元连接运算放大单元，用于生成标准稳定的基准电压Vref；
所述运算放大单元的输出端连接光电耦合器的负极输入端，所述光电耦合器的集电极输出端连接开关电源的FB端；
所述开关电源输出的正电源端V+与所述运算放大单元的负输入端连接；
所述开关电源输出的负电源端V-与所述运算放大单元的正输入端连接。
2.根据权利要求1所述的开关电源加权反馈装置，其特征在于，所述电压基准单元包括一电压基准源，所述生成基准电压Vref，所述电压基准源通过地线接地；生成的所述基准电压Vref通过一电阻R5连接至运算放大单元的正输入端。
3.根据权利要求2所述的开关电源加权反馈装置，其特征在于，所述运算放大单元包括一运算放大器U1，所述运算放大器的正输入端通过电阻R5连接至电压基准单元，负输入端和输出端之间连接一反馈补偿电路。
4.根据权利要求3所述的开关电源加权反馈装置，其特征在于，所述反馈补偿电路包括串联设置的电阻R7和电容C4，二者的一端连接，电阻R7的另一端连接至所述运算放大器的负输入端，电容C4的另一端连接至所述运算放大器的输出端。
5.根据权利要求1所述的开关电源加权反馈装置，其特征在于，所述开关电源输出的正电源端V+通过电阻R2与所述运算放大器U1的负极输入端连接，并通过电阻R6接地；所述开关电源输出的负电源端V-通过电阻R3与所述运算放大器U1的正极输入端连接。
6.根据权利要求2所述的开关电源加权反馈装置，其特征在于，所述运算放大器U1的输出端通过电阻R1连接所述光电耦合器的负极输入端。
7.一种加权反馈开关电源，包括桥式整流电路、电源PWM控制器及次级整流电路，其特征在于，还包括如权利要求1-6任一所述的开关电源加权反馈装置；
其中，所述电源PWM控制器分别与桥式整流电路及次级整流电路连接，电源PWM控制器的FB端连接所述光电耦合器的集电极输出端。
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