CN202978711U

CN202978711U - 一种加权反馈方式的输出共地dc/dc开关电源电路

Info

Publication number: CN202978711U
Application number: CN 201220183710
Authority: CN
Inventors: 李�诚; 刘晓刚; 李守峰; 朱配清; 赵学荟; 赵振江; 经纬; 刘佳; 孙瑶瑶
Original assignee: Aerospace Science and Industry Inertia Technology Co Ltd
Current assignee: Aerospace Science and Industry Inertia Technology Co Ltd
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-04-27

Abstract

本实用新型涉及一种加权反馈方式的输出共地DC/DC开关电源电路，包括输入滤波电路(1)、辅助电源电路(2)、PWM控制驱动电路(3)、功率变换电路(4)、加权反馈电路(5)、输出滤波电路(6)。兼顾DC/DC开关电源的实现成本与转换效率，本实用新型提出同在输出共地的场合下采取特定的加权反馈方式，能够有效提高其输出电压的交叉调整率。

Description

一种加权反馈方式的输出共地DC/DC开关电源电路

技术领域

本实用新型涉及一种DC/DC开关电源电路，特别是涉及一种加权反馈方式的输出共地DC/DC开关电源电路，属于电学技术领域。

背景技术

通常情况下，考虑电路体积和成本因素，输出共地的DC/DC开关电源的反馈控制方式主要有两种。一是取负载电流较大的单路或正负输出电压进行反馈的方式，能实现取反馈处的输出电压单值稳定，其余输出电压仍受负载波动影响；二是在各路输出端预置负载以改善各路负载调整率，但其对于负载变化较大的情况效果有限，如所需预负载较大还会影响电源的转换效率。上述两种方式虽结构简单、成本较低，但都不能很好地适应较宽的负载变化范围，交叉调整率较差。在上述方式一的基础上，辅路输出增加一级线性稳压可获得较好的负载调整率，但同样会损失电源的转换效率。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种在满足电路结构相对简单、成本相对较低和不损失转换效率的前提下，提高输出共地的DC/DC开关电源的交叉调整率的加权反馈方式的输出共地DC/DC开关电源电路。

本实用新型的技术解决方案是：一种加权反馈方式的输出共地DC/DC开关电源电路，包括输入滤波电路、辅助电源电路、PWM控制驱动电路、功率变换电路、加权反馈电路和输出滤波电路，辅助电源电路的输入端与输入滤波电路的输出端连接，输入滤波电路的输出端与功率变换电路的输入端连接，功率变换电路的输出端与加权反馈电路的输入端连接，PWM控制驱动电路的输入端分别与辅助电源电路的输出端及加权反馈电路的输出端连接，PWM控制驱动电路的输出端与功率变换电路输入端连接，输出滤波电路的输入端与功率变换电路的输出端连接。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

(1)本实用新型采用该方式附加电路少，因此实现简单、成本低、不损失固有转换效率，具有较好的经济性与可行性。

(2)交叉调整率性能得到了提高，且参数设置灵活。应用本实用新型的±15V共地输出开关电源，其任一路满载且另一路负载从空载到满载范围内变化时，输出电压交叉调整率在3％以内，如图3、图4所示。具体应用时，可根据实际输出路数和负载特性要求进行参数设置。

附图说明

图1为本实用新型的基本工作原理框图；

图2为应用本实用新型的±15V共地输出开关电源原理图；

图3为应用本实用新型的±15V共地输出开关电源实测交叉调整率曲线(-15V满载，15V变化)；

图4为应用本实用新型的±15V共地输出开关电源实测交叉调整率曲线(15V满载，15V变化)。

图中：1.输入滤波电路；2.辅助电源电路；3.PWM控制驱动电路；4.功率变换电路；5.加权反馈电路；6.输出滤波电路。

图2中：Vin、Vin′、VCC、VREF2、GND_S、+15v_S、-15V_S表示各电路连接的端口。

具体实施方式

本实用新型结合电源输出共地的特点，采用了特定的加权反馈方式。正负输出经各自的分压采样后，按其输出极性和电压幅值分别经各自的比例运算电路转化反馈电压。根据实际应用需求，各路可反馈电压设定不同的加权值，最终作用在同一个光电隔离反馈的参考输入端。下面就结合附图对本实用新型做进一步介绍。

应用本实用新型的±15V输出的开关电源电路如图2所示，包括输入滤波电路1、辅助电源电路2、PWM控制驱动电路3、功率变换电路4、加权反馈电路5、输出滤波电路6。

输入滤波电路1起到输入滤波的作用，通过共模滤波对输入侧和电路内部产生的高频造成起到一定的抑制，具体包括电容C1、C2、C3、C4和电感L1。输入正与输入地分别连接C1的两端，C2与C1并联；L1的一端与输入正相连，另一端接C3的一端；C3的另一端接输入地，C3与C4并联。

辅助电源电路2可提供一路线性稳压的辅助电源，为控制与驱动电路供电，具体包括电容C14、C29、电阻R4、R5、场效应管Q2和稳压管Z1。C29的一端与输入滤波电路1中的C3的一端连接，C29的一端同时与R4和R5的一端连接，C29的另一端与输入地连接；Q2的漏极连接R4的另一端，Q2的栅极连接R5的另一端和Z1的阴极，Q2的源极连接C14的一端；Z1的阳极连接C14的另一端并接入输入地；Q2为SI2308，DZ1为MM3Z15V。

PWM控制驱动电路3分别接受电压和电流反馈信号并实现闭环控制，最终输出占空比可调的PWM驱动方波，具体包括电容C15、C16、C17、C18、C19、C20、电阻R6、R7、R8、R9、R22、IC1和二极管D3。C15的一端接IC1的1脚，C15的另一端接R7的一端，R7的另一端与IC1的2脚相接，IC1的2脚同时与R6的一端及C16的一端相连，C16的另一端连接IC1的1脚，C17的一端与IC1的3脚相连，IC1的4脚分别与C17的另一端、R8的一端、C18的一端相连，C18的另一端接输入地，IC1的8脚分别与R8的另一端、C19的一端连接，C19的另一端接输入地，IC1的7脚分别与R9的一端、C20的一端相连，C20的另一端和IC1的5脚共同连接到输入，R9的另一端与辅助电源电路2中Q2的源极相连；IC1的6脚与R22的一端、D3的阴极连接，R22的另一端与D3的阳极相连；IC1为PWM控制器UC2843，D3为1N4148H。

功率变换电路4为采用单端反激拓扑的功率变换电路，得到与输入隔离的多路直流输出，具体包括电容C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、电阻R1、R2、R3、二极管D1、D2、场效应管Q1和变压器T1。T1处级绕组Np同名端与电路1中C3的一端相连，T1初级绕组Np的异名端与Q1的漏极连接，Q1的源极与R1的一端连接到PWM控制驱动电路3中D3的阳极，R1的另一端、R2的一端、C13的一端一同连接到输入地，R2的另一端与Q1的源极连接，R3的一端与Q1的源极相连，R3的另一端与C13的另一端连接；D1的阳极与T1次级绕组Ns1的异名端连接，D1的阴极与C5的一端连接到一起，C5的另一端与T1次级绕组Ns1的同名端连接到一起，C6、C7、C8均与C5并联；T1次级绕组Ns2的异名端与C9的一端一同连接到C5的另一端，T1次级绕组Ns2的同名端连接D2的阴极，D2的阳极与C9的另一端连接到一起，C10、C11、C12均与C9并联；T1为功率变压器，D1和D2为B1100-F，Q1为FDD2572。

加权反馈电路5可实现多路共地输出电压的加权反馈，并实现与输出的光电隔离，具体包括电容C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28、电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、运算放大器IC2、光电耦合器IC3、电压基准IC4。C21的一端接PWM控制驱动电路3中IC1的8脚，C21的另一端接输入地，IC3的4脚与C21的一端连接，IC3的3脚与R10的一端连接，R10的另一端接输入地，IC3的1脚与R11的一端连接，R11的另一端连接功率变换电路4中的C5的一端相连，IC3的2脚与R12的一端相连，R12的另一端、C22的一端与R11的另一端相连，C22的另一端连接到功率变换电路4中的C9的一端相连，IC4的1脚、C23的一端、C24的一端连接到IC3的2脚，C23的另一端与R13的一端相连，R13的另一端与C24的另一端连接到IC4的8脚，IC4的6脚与C9的另一端相连，R14的一端与R15的一端连接到IC4的8脚，R14的另一端连接到IC2的1脚，IC2的1脚与IC2的2脚相连，R16的一端与R17的一端连接到IC2的3脚，IC2的8脚与R16的另一端连接到C22的一端，IC2的4脚与R17的另一端连接到IC4的6脚，R18与C25串联后与R16 并联，C26与R17并联，R15的另一端与R19的一端连接到IC2的7脚，R19的另一端与R20的一端连接到IC2的6脚，R20的另一端与R22的一端、R24的一端相连，R21的一端连接到IC2的5脚，R21的另一端与R22的另一端连接到IC2的4脚，C27与R22并联，R24的另一端与功率变换电路4中C9的另一端连接，C28与R23串联后与R24并联；其中，改变R14和R15的参数值可分别调整+15V输出和-15V输出所占的反馈权重，可根据实际要求作适当调整；IC2为运算放大器LM358，IC3为光电耦合器TCMT1103，IC4为电压基准电路TL431。

输出滤波电路6对各路直流输出做差模和共模滤波处理，起到滤波和EMI抑制的作用，具体包括电容C30、C31、C32、C33、C34、C35、C36、C37，电感L2、L3和扼流圈L4。L2的一端与功率变换电路4中C5的一端连接，L2的另一端与C30的一端以及L4的1脚连接，C30的另一端、C32的一端、L4的2脚均与功率变换电路4中C5的另一端连接，C31与C30并联，L3的一端与功率变换电路4中C9的另一端连接，L3的另一端、L4的3脚连接到C32的另一端，C33与C32并联，L4的6脚与C34的一端连接到+15V输出，L4的5脚、C34的另一端及C36的一端连接到输出地，L4的4脚与C36的另一端连接到-15V输出，C35与C34并联，C37与C36并联。

如果需要实现不同正负极性组合的两路或多于两路的共地输出，可根据所需输出电压正、负极性分别选择+15V输出或-15V输出的实现方式，分别在功率变换电路4、加权反馈电路5与输出滤波电路6的基础上替换或增加相同的电路和器件即可实现。

本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims

1.一种加权反馈方式的输出共地DC/DC开关电源电路，其特征在于：包括输入滤波电路(1)、辅助电源电路(2)、PWM控制驱动电路(3)、功率变换电路(4)、加权反馈电路(5)和输出滤波电路(6)，辅助电源电路(2)的输入端与输入滤波电路(1)的输出端连接，输入滤波电路(1)的输出端与功率变换电路(4)的输入端连接，功率变换电路(4)的输出端与加权反馈电路(5)的输入端连接，PWM控制驱动电路(3)的输入端分别与辅助电源电路(2)的输出端及加权反馈电路(5)的输出端连接，PWM控制驱动电路(3)的输出端与功率变换电路(4)输入端连接，输出滤波电路(6)的输入端与功率变换电路(4)的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种加权反馈方式的输出共地DC/DC开关电源电路，其特征在于：所述的加权反馈电路(5)包括电容C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28、电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24和型号为LM358的运算放大器IC2、型号为TCMT1103的光电耦合器IC3、型号为TL431的电压基准IC4，其中电容C21的一端接PWM控制驱动电路(3)中的型号为UC2843的PWM控制器IC1的8脚，电容C21的另一端接输入地，光电耦合器IC3的4脚与电容C21的一端连接，光电耦合器IC3的3脚与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端接输入地，光电耦合器IC3的1脚与电阻R11的一端连接，光电耦合器IC3的2脚与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端、电容C22的一端与电阻R11的另一端相连，电压基准IC4的1脚、电容C23的一端、电容C24的一端连接到光电耦合器IC3的2脚，电容C23的另一端与电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端与电容C24的另一端连接到电压基准IC4的8脚，电阻R14的一端与电阻R15的一端连接到电压基准IC4的8脚，电阻R14的另一端连接到运算放大器IC2的1脚，运算放大器IC2的1脚与运算放大器IC2的2脚相连，电阻R16的一端与电阻R17的一端连接到运算放大器IC2的3 脚，运算放大器IC2的8脚与电阻R16的另一端连接到电容C22的一端，运算放大器IC2的4脚与电阻R17的另一端连接到电压基准IC4的6脚，电阻R18与电容C25串联后与电阻R16并联，电容C26与电阻R17并联，电阻R15的另一端与电阻R19的一端连接到运算放大器IC2的7脚，电阻R19的另一端与电阻R20的一端连接到运算放大器IC2的6脚，电阻R20的另一端与电阻R22的一端、电阻R24的一端相连，电阻R21的一端连接到运算放大器IC2的5脚，电阻R21的另一端与电阻R22的另一端连接到运算放大器IC2的4脚，电容C27与电阻R22并联，电阻R24的另一端与上述功率变换电路(4)中电容C9的另一端连接，电容C28与电阻R23串联后与电阻R24并联。