CN200966024Y - 一种开关电源磁隔离反馈电路 - Google Patents

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金祖敏
李小宇
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Beijing Suplet Co., Ltd.
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Abstract

本实用新型公开了一种开关电源磁隔离反馈电路，包括脉冲幅值调制电路、反馈变压器采样电路、反相电路、副边信号采样电路和副边基准电路。脉冲幅值调制电路通过隔离变压器T1的原边同相绕组N2耦合到反馈变压器信号采样电路，反馈变压器信号采样电路输出到反相电路；脉冲幅值调制电路通过副边绕组N3连接到副边信号采样电路，同时N3的同铭端与副边基准电路的输入相连；该电路是一种磁耦合反馈电路，它能模拟电源副边的误差信号进行脉冲调制后再反馈到原边PWM控制器中，实现闭环控制。本实用新型磁反馈隔离电路抗辐射能力强，负载动态特性可优化，温度稳定性好，可满足军品电源对对抗辐射性要求高的需要。

Description

一种开关电源磁隔离反馈电路
技术领域
本实用新型涉及一种开关电源电路。具体地说，涉及一种用于开关电源中的磁隔离反馈电路。
背景技术
目前，开关电源中解决隔离反馈的方法一般有两种：光耦隔离反馈、磁耦合隔离反馈。但从反馈信号的性质又分两种，一种是输出误差信号，另外一种是开关驱动信号。光耦隔离反馈是目前使用最广泛的一种隔离反馈的方法，其反馈信号性质一般为输出误差信号。但由于在军品电源中，对模块电源提出的抗辐射要求比较高，光耦不能被使用，必须寻求另外一种反馈控制机制，磁反馈就能满足这种需求。磁耦合隔离反馈的主要优点有：抗辐射能力强，负载动态特性可优化，温度稳定性好等。
实用新型内容
本实用新型正是为了克服光耦隔离反馈方式的缺点，而设计的一种开关电源磁隔离反馈电路。它能模拟电源副边的误差信号，进行脉冲调制后再反馈到原边PWM控制器中，实现闭环控制。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种开关电源磁隔离反馈电路，包括脉冲幅值调制电路、反馈变压器采样电路、反相电路、副边信号采样电路和副边基准电路。所述脉冲幅值调制电路通过隔离变压器T1的原边同相绕组N2耦合到反馈变压器信号采样电路，反馈变压器信号采样电路输出到反相电路；所述脉冲幅值调制电路通过T1的副边绕组N3连接到副边信号采样电路，N3的同铭端与副边基准电路的输入相连。
所述脉冲幅值调制电路由N沟道的MOS管Q1，电阻R1和隔离变压器T1组成；R1接隔离变压器绕组N1的同铭端，另一端接自供电VCC，N1异铭端接N沟道的MOS管Q1的漏极，高频驱动信号DRV从Q1的栅极输入，Q1的源极接地；加到Q1栅极的信号DRV)一个高频驱动信号，这样加在N1两端的就是一个方波电压，其频率同DRV，幅值则是VCC减去R1上的压降。
所述反馈变压器采样电路又由三部分组成，电容C1一脚和二极管D1的正极分别与隔离变压器绕组N2异铭端和同铭端相连，构成反馈信号的取样电路。通过隔离变压器T1的耦合，绕组N2也输出一个和加在N1绕组电压相位相同，幅值成正比的方波电压，而C1和D1则把该交流信号整流成一个直流电平，并且该电平的大小和加在N1绕组电压的幅值成正比。电阻R3、R4、R5、R6、二极管D3，NPN三极管VT2和稳压管D2构成反馈信号的幅值调节电路；幅值调节电路输出到PNP三极管VT1的基极，通过调节R3、R4、R5、R6的阻值和D2的稳压值大小来调节VT1的基极电平。VT1的发射极通过R8接到基准参考电压VREF。
所述反相电路由电阻R9、R10、R11、R12和比较器IC1构成，基准参考电压VREF通过电阻R11连接到比较器IC1的输入正极3脚，R10连接在VT1的发射极与比较器IC1的2脚之间，R9连接在比较器IC1的2脚和1脚之间。
所述副边信号采样电路由稳压管D4、D5、D6、电容C2和PNP三极管VT3构成；隔离变压器T1的副边绕组N3异铭端连接D5的正极和双稳压管D6的一个负极，同铭端连接D6的另一个负极；D5的负极与D4的负极相连，D4的正极与VT3的发射极相连；VT3的基极接副边误差放大信号EA-OUT，VT3的集电极接D6的正极。
所述副边基准电路由二极管D7、D8、稳压管D9、电阻R7和三极管VT4组成；隔离变压器T1的副边绕组N3的同铭端与D7正极相连，D7负极与VT4的集电极相连；R7跨接在VT4的集电极与基极之间，VT4的基极与D8正极相连，D8负极与D9的负极相连，D9的正极接地；VT4的发射极输出CS_SET稳定电平。
本实用新型电路的工作原理如下：当EA-OUT电平降低时，D4支路的电流就会增大，通过隔离变压器T1的耦合，R1支路的电流也会增大，R1上的压降就会增大，绕组N1上的方波电压幅值就会减小，C1上的电压随之减小，IC1A的1脚电压(FB)就会增大，所以EA-OUT和FB的电压变化方向是相反的，从而副边的误差放大信号EA-OUT的变化量通过本电路的作用就被有效的传到原边，去控制原边的PWM控制电路，实现无光耦反馈。
本实用新型的有益效果是在开关电源中磁反馈隔离电路抗辐射能力强，负载动态特性可优化，温度稳定性好，可满足军品电源对对抗辐射性要求高的需要。
附图说明
图1为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型一种开关电源磁隔离反馈电路，包括脉冲幅值调制电路1、反馈变压器采样电路2、反相电路3、副边信号采样电路4和副边基准电路5。
所述脉冲幅值调制电路1由N沟道的MOS管Q1，电阻R1和隔离变压器T1组成；R1接隔离变压器绕组N1的同铭端，另一端接自供电VCC，N1异铭端接N沟道的MOS管Q1的漏极，高频驱动信号DRV从Q1的栅极输入，Q1的源极接地。其中电阻R1为70Ω，N沟道的MOS管Q1是ON公司的2N7002LT1G，变压器T1的磁芯选用899厂的ER11/5S。
所述反馈变压器采样电路2又由三部分组成，电容C1一脚和二极管D1的正极分别与隔离变压器绕组N2异铭端和同铭端相连，构成反馈信号的取样电路。电阻R3、R4、R5、R6、二极管D3，NPN三极管VT2和稳压管D2构成反馈信号的幅值调节电路；幅值调节电路输出到PNP三极管VT1的基极，VT1的发射极通过R8接到基准参考电压VREF。其中电阻R3、R4、R5、R6和R8分别为20KΩ、20KΩ、2KΩ、100KΩ、750Ω。电容C1为1UF/50V，D1、D2、D3分别为KEC公司的KDS184、LRC公司的BZX84C3V9LT1G、KEC公司KDS184。VT1、VT2分别为ON公司的MMBT2907ALTG、MMBT4401LT1G。
所述反相电路3由电阻R9、R10、R11、R12和比较器IC1构成，基准参考电压VREF通过电阻R11连接到比较器IC1的输入正极3脚，R10连接在VT1的发射极与比较器IC1的2脚之间，R9连接在比较器IC1的2脚和1脚之间。其中电阻R9、R10、R11、R12都是100KΩ，比较器IC1的型号是ON公司的LM2904DRG4。
所述副边信号采样电路4由稳压管D4、D5、D6、电容C2和PNP三极管VT3构成；隔离变压器T1的副边绕组N3异铭端连接D5的正极和双稳压管D6的一个负极，同铭端连接D6的另一个负极；D5的负极与D4的负极相连，D4的正极与VT3的发射极相连；VT3的基极接副边误差放大信号EA-OUT，VT3的集电极接D6的正极。其中稳压管D4、D5、D6分别为ON公司的MMBZ5242BLT1G、KEC公司的KDS184、ON公司的BAW56LT1G，PNP三极管VT3为ON公司的MMBT2907ALTG，电容C2为330PF/50V。
所述副边基准电路5由二极管D7、D8、稳压管D9、电阻R7和三极管VT4组成；隔离变压器T1的副边绕组N3的同铭端与D7正极相连，D7负极与VT4的集电极相连；R7跨接在VT4的集电极与基极之间，VT4的基极与D8正极相连，D8负极与D9的负极相连，D9的正极接地；VT4的发射极输出CS_SET稳定电平。其中二极管D7、D8均为KEC公司的KDS184，稳压管D9为ON公司的MMBZ5234BLT1G，电阻R7为30KΩ，三极管VT4为ON公司的MMBT4401LT1G。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下得出的其他任何与本实用新型相同或相近似的产品，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种开关电源磁隔离反馈电路，包括脉冲幅值调制电路、反馈变压器采样电路、反相电路、副边信号采样电路和副边基准电路；其特征在于：所述脉冲幅值调制电路(1)通过隔离变压器(T1)的原边同相绕组(N2)耦合到反馈变压器信号采样电路(2)，反馈变压器信号采样电路(2)输出到反相电路(3)；所述脉冲幅值调制电路(1)通过隔离变压器(T1)的副边绕组(N3)连接到副边信号采样电路(4)，同时副边绕组(N3)的同铭端与副边基准电路的输入相连(5)。
2、根据权利要求1所述的一种开关电源磁隔离反馈电路，其特征在于：所述脉冲幅值调制电路(1)由N沟道的MOS管(Q1)，电阻1(R1)和隔离变压器(T1)组成；电阻1(R1)接隔离变压器绕组(N1)的同铭端，另一端接自供电VCC，隔离变压器绕组(N1)异铭端接N沟道的MOS管(Q1)的漏极，高频驱动信号(DRV)从N沟道的MOS管(Q1)的栅极输入，N沟道的MOS管(Q1)的源极接地。
3、根据权利要求1所述的一种开关电源磁隔离反馈电路，其特征在于：所述反馈变压器采样电路(2)又由三部分组成，电容1(C1)一脚和二极管1(D1)的正极分别与隔离变压器绕组(N2)异铭端和同铭端相连，构成反馈信号的取样电路；四个电阻(R3、R4、R5、R6)、二极管3(D3)、NPN三极管2(VT2)和稳压管2(D2)构成反馈信号的幅值调节电路；幅值调节电路输出到PNP三极管1(VT1)的基极，PNP三极管1(VT1)的发射极通过电阻8(R8)接到基准参考电压(VREF)。
4、根据权利要求1所述的一种开关电源磁隔离反馈电路，其特征在于：所述反相电路(3)由四个电阻(R9、R10、R11、R12)和比较器(IC1)构成，基准参考电压VREF通过电阻11(R11)连接到比较器(IC1)的输入正极(3)，电阻10(R10)连接在PNP三极管1(VT1)的发射极与比较器(IC1)的输入负极(2)之间，电阻9(R9)连接在比较器(IC1)的输入负极(2)和输出(1)之间。
5、根据权利要求1所述的一种开关电源磁隔离反馈电路，其特征在于：所述副边信号采样电路(4)由三个稳压管(D4、D5、D6)、电容2(C2)和PNP三极管3(VT3)构成；隔离变压器(T1)的副边绕组(N3)异铭端连接稳压管5(D5)的正极和双稳压管6(D6)的一个负极，同铭端连接双稳压管6(D6)的另一个负极；稳压管5(D5)的负极与稳压管4(D4)的负极相连，稳压管4(D4)的正极与三极管3(VT3)的发射极相连；三极管3(VT3)的基极接副边误差放大信号(EA-OUT)，三极管3(VT3)的集电极接双稳压管6(D6)的正极。
6、根据权利要求1所述的一种开关电源磁隔离反馈电路，其特征在于：所述副边基准电路(5)由两个二极管(D7、D8)、稳压管9(D9)、电阻7(R7)和三极管4(VT4)组成；隔离变压器(T1)的副边绕组(N3)的同铭端与二极管7(D7)正极相连，二极管7(D7)负极与三极管4(VT4)的集电极相连；电阻7(R7)跨接在三极管4(VT4)的集电极与基极之间，三极管4(VT4)的基极与二极管8(D8)正极相连，二极管8(D8)负极与稳压管9(D9)的负极相连，稳压管9(D9)的正极接地；三极管4(VT4)的发射极输出(CS_SET)。
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