CN206432913U - 一种多路输出开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多路输出开关电源，包括交流电源输入和反激变换电路，交流电源输入经过整流滤波电路与反激变换电路连接，反激变换电路分两路分别与辅助输出电路和主输出电路连接，主输出电路上设置有与反激变换电路连接的反馈控制电路，反馈控制电路包括依次连接的输出采样电路、光电隔离和PWM控制电路，辅助输出电路上设置有线性稳压调节电路。本实用新型通过在辅助输出回路增加一个线性稳压调节器的方法，减小辅电路的交叉负载调整率，从而实现无论系统的各路负载特性如何变化，而各路电源电压依然能够精确无误。

Description

一种多路输出开关电源

【技术领域】

本实用新型属于电气工程技术领域，具体涉及一种多路输出开关电源。

【背景技术】

随着电子产品使用的不断增加，越来越多的家用电器、电子仪器、自控装置等都需要开关电源提供多路输出电压为各种模拟电路及数字电路进行供电。不同的电子系统，不仅对电压组合有严格的要求，而且对这些电源电压的诸多电特性也有较严格的要求，如电压精度，电压的负载能力(输出电流)，电压的纹波和噪声，动态性能，跨步负载响应，跨步线性响应，交叉调整率，交叉干扰等。对于电源应用者来讲，一般都希望其所选择的电源产品为“傻瓜型”的，即所选择的电源电压只要负载不超过电源最大值，无论系统的各路负载特性如何变化，而各路电源电压依然精确无误。从这一点来讲，目前绝大多数的多路输出电源是不尽人意的。本文提出在辅助电路加入线性稳压调节器的方法，提高开关电源的稳定性及输出精度，减小多路输出电源的负载调整率。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供了一种结构简单、体积小、精度高、能够抑制交叉负载调整率的带线性稳压调节器的多路输出开关电源。

本实用新型采用以下技术方案：

一种多路输出开关电源，其特征在于：包括交流电源输入和反激变换电路，所述交流电源输入经过整流滤波电路与所述反激变换电路连接，所述反激变换电路分两路分别与辅助输出电路和主输出电路连接，所述主输出电路上设置有与所述反激变换电路连接的反馈控制电路，所述反馈控制电路包括依次连接的输出采样电路、光电隔离和PWM控制电路，所述辅助输出电路上设置有线性稳压调节电路。

进一步的，所述交流电源输入具体为：220V交流电源分两路，一路与第一保险丝的一端连接，另一路与第一热敏电阻的一端连接，所述第一保险丝的另一端分两路，一路与第一电容的一端连接，另一路与第一电感的第一引脚连接，所述第一热敏电阻的另一端分两路，一路与所述第一电容的另一端连接，另一路与所述第一电感的第三引脚连接；

所述第一电感的第二引脚分两路，一路与第一二极管的正极连接，另一路与第二二极管的负极连接，所述第一二极管的负极与第二电容的正极连接，所述第二二极管的正极连接至所述第二电容的负极；

所述第一电感的第四引脚分两路，一路与第三二极管的正极连接，另一路与第四二极管的负极连接，所述第三二极管的负极连接至所述第二电容的正极，所述第四二极管的正极连接至所述第二电容的负极。

进一步的，所述反激变换电路包括第一变压器，所述第一变压器初级绕组的一端分三路，分别与第三电容、第三电阻和第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端经过第二电阻连接至第一芯片的第一引脚，所述第三电容和第三电阻的另一端连接至第五二极管的负极，所述第五二极管的正极分两路，一路与所述第一变压器初级绕组的另一端连接，另一路与所述第一芯片的第七引脚连接。

进一步的，所述辅助输出电路包括第一变压器，所述第一变压器的第一次级绕组一端与第六二极管的一端连接，所述第六二极管的另一端分两路分别与第六电容的正极和第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端分三路，分别连接第九电容的正极、第一三极管的集电极和LM741芯片的电源正极，所述第一三极管的基极连接至所述LM741芯片的输出端，发射集连接至所述辅助输出电路正极，所述LM741芯片的输入端正极连接第一稳压管的正极，所述LM741芯片的输入端负极分两路，分别与第七电阻和第八电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端连接至所述辅助输出电路正极，所述辅助输出电路的负极分别与第八电阻的另一端、第一稳压管的负极、第九电容的负极、第六电容的负极和所述第一变压器第一次级绕组的另一端连接。

进一步的，所述主输出电路包括第一变压器，所述包括第一变压器的第二次级绕组一端与第七二极管的负极连接，所述第七二极管的正极分别与第三电感的一端和第七电容的正极连接，所述第三电感的另一端分两路，分别与第一零电容的正极和所述主输出电路的正极连接，所述主输出电路的负极分别与所述第一零电容的负极、第七电容的负极和第一变压器第二次级绕组的另一端连接。

进一步的，所述主输出电路上还包括输出采样电路和光电隔离电路，具体为，所述主输出电路正极与第九电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端分别与第一一电容的一端、第一零电阻的一端和第三芯片的参考极连接，所述第三电感的另一端经过第六电阻与第二芯片的第一引脚连接，所述第二芯片的第二引脚分别和第一一电容的另一端和第三芯片的正极连接，所述第三芯片的负极和所述第一零电阻的另一端连接至所述主输出电路的负极，所述第二芯片的第四引脚经过第八二极管与所述第一变压器第三次级绕组的一端连接，所述第二芯片的四三引脚与第一芯片的第三引脚连接。

进一步的，所述第一变压器第三次级绕组的一端经过第八二极管与第八电容的正极连接，所述第三次级绕组的另一端分别与所述第八电容的负极、第五电容的一端、第四电容的一端、第一芯片的第四引脚、第四电阻的一端和第一芯片的第五引脚连接，所述第五电容的另一端经过第五电阻连接至所述第一芯片的第三引脚，第四电容的另一端连接至所述第一芯片的第三引脚，所述第四电阻的另一端连接至所述第一芯片的第二引脚。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型针对目前市场上多路输出开关电源所采用的仅对主控电路电压采用反馈控制，其它辅助电路完全放开的控制方式，由于受变压器漏感、绕组电阻、及电路寄生参数的影响辅助输出回路电压随负载变换而变换，导致辅电路的交叉负载调整率过大，系统输出电压稳定性差，精度低等问题，为了改进多路输出的交叉调整率，在辅助输出回路加入一个线性稳压调节器,实现辅助回路输出电压的稳定。

进一步的，通过在辅助输出回路增加一个线性稳压调节器的方法，减小辅电路的交叉负载调整率，从而实现无论系统的各路负载特性如何变化，而各路电源电压依然能够精确无误。

进一步的，本装置对多路输出电源的输出特性优化，使得无论系统的各路负载特性如何变化，各路输出电压依然能够精确无误。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本实用新型的结构示意框图；

图2为本实用新型的电路示意图。

其中：1-交流电源输入；2-整流滤波电路；3-反激变换电路；4-线性稳压调节电路；5-辅助输出电路；6-主输出电路；7-PWM控制电路；8-光电隔离电路；9-输出采样电路。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，本实用新型公开了一种多路输出开关电源，其特征在于：包括交流电源输入1和反激变换电路3，所述交流电源输入1经过整流滤波电路2与所述反激变换电路3连接，所述反激变换电路3分两路分别与辅助输出电路5和主输出电路6连接，所述主输出电路6上设置有与所述反激变换电路3连接的反馈控制电路，所述反馈控制电路包括依次连接的输出采样电路9、光电隔离8和PWM控制电路7，所述辅助输出电路5上设置有线性稳压调节电路4。

请参阅图2所示，所述交流电源输入1具体为：220V交流电源分两路，一路与第一保险丝F1的一端连接，另一路与第一热敏电阻RT1的一端连接，所述第一保险丝F1的另一端分两路，一路与第一电容C1的一端连接，另一路与第一电感L1的第一引脚连接，所述第一热敏电阻RT1的另一端分两路，一路与所述第一电容C1的另一端连接，另一路与所述第一电感L1的第三引脚连接；

所述第一电感L1的第二引脚分两路，一路与第一二极管D1的正极连接，另一路与第二二极管D2的负极连接，所述第一二极管D1的负极与第二电容C2的正极连接，所述第二二极管D2的正极连接至所述第二电容C2的负极；

所述第一电感L1的第四引脚分两路，一路与第三二极管D3的正极连接，另一路与第四二极管D4的负极连接，所述第三二极管D3的负极连接至所述第二电容C2的正极，所述第四二极管D4的正极连接至所述第二电容C2的负极。

具体工作过程为：220V交流电源经保险丝F1和热敏电阻RT1组成的过流过压保护电路和由电感L1以及电容C1组成的EMI滤波电路后进入由二极管D1～二极管D4以及C2组成的整流滤波环节，将输入的交流电变成直流电，经变压器T1的初级绕组接入集成芯片U1的D端。当功率开关关断时，由于漏感的影响，高频变压器的初级绕组上会产生反射电压和尖峰电压，这些电压会直接施加在TOPSwitch芯片的漏极上，不加保护极容易使功率开关MOSFET烧坏。因此加入由R3、C3和D5组成经典的RCD钳位保护电路来有效地吸收尖峰冲击，保护芯片不受损坏。

所述反激变换电路3包括第一变压器T1，所述第一变压器T1初级绕组的一端分三路，分别与第三电容C3、第三电阻R3和第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端经过第二电阻R2连接至第一芯片U1的第一引脚，所述第三电容C3和第三电阻R3的另一端连接至第五二极管D5的负极，所述第五二极管D5的正极分两路，一路与所述第一变压器T1初级绕组的另一端连接，另一路与所述第一芯片U1的第七引脚连接。

所述辅助输出电路5包括第一变压器T1，所述第一变压器T1的第一次级绕组N1一端与第六二极管D6的一端连接，所述第六二极管D6的另一端分两路分别与第六电容C6的正极和第二电感L2的一端连接，所述第二电感L2的另一端分三路，分别连接第九电容C9的正极、第一三极管V1的集电极和LM741芯片的电源正极，所述第一三极管V1的基极连接至所述LM741芯片的输出端，发射集连接至所述辅助输出电路5正极，所述LM741芯片的输入端正极连接第一稳压管DZ1的正极，所述LM741芯片的输入端负极分两路，分别与第七电阻R7和第八电阻R8的一端连接，所述第七电阻R7的另一端连接至所述辅助输出电路5正极，所述辅助输出电路5的负极分别与第八电阻R8的另一端、第一稳压管DZ1的负极、第九电容C9的负极、第六电容C6的负极和所述第一变压器T1第一次级绕组N1的另一端连接。

在辅路输出中引入了由第一三极管V1，集成芯片LM741，第七电阻R7，第八电阻R8以及第一稳压二极管DZ1组成的线性稳压调节器，来降低辅路上的交叉负载调整率。

所述主输出电路6包括第一变压器T1，所述包括第一变压器T1的第二次级绕组N2一端与第七二极管D7的负极连接，所述第七二极管D7的正极分别与第三电感L3的一端和第七电容C7的正极连接，所述第三电感L3的另一端分两路，分别与第一零电容C10的正极和所述主输出电路6的正极连接，所述主输出电路6的负极分别与所述第一零电容C10的负极、第七电容C7的负极和第一变压器T1第二次级绕组N2的另一端连接。

变压器次级绕组经快速回复的肖特基二极管D6，D7,整流后再经由C6、C7，组成的滤波器将次级绕组的高频方波电压转变成脉动的直流电压，再通过L2，C9以及L3，C10组成的输出滤波电路滤除高频纹波，使输出端获得稳定的直流电压。

所述主输出电路6上还包括输出采样电路9和光电隔离电路8，具体为，所述主输出电路6正极与第九电阻R9的一端连接，所述第九电阻R9的另一端分别与第一一电容的一端、第一零电阻R10的一端和第三芯片U3的参考极连接，所述第三电感L3的另一端经过第六电阻R6与第二芯片U2的第一引脚连接，所述第二芯片U2的第二引脚分别和第一一电容的另一端和第三芯片U3的正极连接，所述第三芯片U3的负极和所述第一零电阻R10的另一端连接至所述主输出电路6的负极，所述第二芯片U2的第四引脚经过第八二极管D8与所述第一变压器T1第三次级绕组N3的一端连接，所述第二芯片U2的四三引脚与第一芯片U1的第三引脚连接。

所述第一变压器T1第三次级绕组N3的一端经过第八二极管D8与第八电容C8的正极连接，所述第三次级绕组N3的另一端分别与所述第八电容C8的负极、第五电容C5的一端、第四电容C4的一端、第一芯片U1的第四引脚、第四电阻R4的一端和第一芯片U1的第五引脚连接，所述第五电容C5的另一端经过第五电阻R5连接至所述第一芯片U1的第三引脚，第四电容C4的另一端连接至所述第一芯片U1的第三引脚，所述第四电阻R4的另一端连接至所述第一芯片U1的第二引脚。

在主路输出电路中，TL431通过由R9，R10组成的取样电阻电路来检测输出电压的变化量ΔU，然后将采样电压送入TL431的输入控制端，与TL431的2.5V参考电压进行比较，输出电压UK也发生相应变化，从而使线性光电耦合器PS2501中的发光二极管工作电流发生线性变化，光电耦合器输出电流,经过光电耦合器和TL431组成的外部误差放大器，调节TOP223Y控制端C(第三引脚)的电流IC，调整占空比D(IC与D成反比)，从而使输出电压变化，达到稳定输出电压的目的。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多路输出开关电源，其特征在于：包括交流电源输入(1)和反激变换电路(3)，所述交流电源输入(1)经过整流滤波电路(2)与所述反激变换电路(3)连接，所述反激变换电路(3)分两路分别与辅助输出电路(5)和主输出电路(6)连接，所述主输出电路(6)上设置有与所述反激变换电路(3)连接的反馈控制电路，所述反馈控制电路包括依次连接的输出采样电路(9)、光电隔离电路(8)和PWM控制电路(7)，所述辅助输出电路(5)上设置有线性稳压调节电路(4)。

2.根据权利要求1所述的一种多路输出开关电源，其特征在于，所述交流电源输入(1)具体为：220V交流电源分两路，一路与第一保险丝(F1)的一端连接，另一路与第一热敏电阻(RT1)的一端连接，所述第一保险丝(F1)的另一端分两路，一路与第一电容(C1)的一端连接，另一路与第一电感(L1)的第一引脚连接，所述第一热敏电阻(RT1)的另一端分两路，一路与所述第一电容(C1)的另一端连接，另一路与所述第一电感(L1)的第三引脚连接；

所述第一电感(L1)的第二引脚分两路，一路与第一二极管(D1)的正极连接，另一路与第二二极管(D2)的负极连接，所述第一二极管(D1)的负极与第二电容(C2)的正极连接，所述第二二极管(D2)的正极连接至所述第二电容(C2)的负极；

所述第一电感(L1)的第四引脚分两路，一路与第三二极管(D3)的正极连接，另一路与第四二极管(D4)的负极连接，所述第三二极管(D3)的负极连接至所述第二电容(C2)的正极，所述第四二极管(D4)的正极连接至所述第二电容(C2)的负极。

3.根据权利要求1所述的一种多路输出开关电源，其特征在于，所述反激变换电路(3)包括第一变压器(T1)，所述第一变压器(T1)初级绕组的一端分三路，分别与第三电容(C3)、第三电阻(R3)和第一电阻(R1)的一端连接，所述第一电阻(R1)的另一端经过第二电阻(R2)连接至第一芯片(U1)的第一引脚，所述第三电容(C3)和第三电阻(R3)的另一端 连接至第五二极管(D5)的负极，所述第五二极管(D5)的正极分两路，一路与所述第一变压器(T1)初级绕组的另一端连接，另一路与所述第一芯片(U1)的第七引脚连接。

4.根据权利要求1所述的一种多路输出开关电源，其特征在于：所述辅助输出电路(5)包括第一变压器(T1)，所述第一变压器(T1)的第一次级绕组(N1)一端与第六二极管(D6)的一端连接，所述第六二极管(D6)的另一端分两路分别与第六电容(C6)的正极和第二电感(L2)的一端连接，所述第二电感(L2)的另一端分三路，分别连接第九电容(C9)的正极、第一三极管(V1)的集电极和LM741芯片的电源正极，所述第一三极管(V1)的基极连接至所述LM741芯片的输出端，发射集连接至所述辅助输出电路(5)正极，所述LM741芯片的输入端正极连接第一稳压管(DZ1)的正极，所述LM741芯片的输入端负极分两路，分别与第七电阻(R7)和第八电阻(R8)的一端连接，所述第七电阻(R7)的另一端连接至所述辅助输出电路(5)正极，所述辅助输出电路(5)的负极分别与第八电阻(R8)的另一端、第一稳压管(DZ1)的负极、第九电容(C9)的负极、第六电容(C6)的负极和所述第一变压器(T1)第一次级绕组(N1)的另一端连接。

5.根据权利要求1所述的一种多路输出开关电源，其特征在于：所述主输出电路(6)包括第一变压器(T1)，所述包括第一变压器(T1)的第二次级绕组(N2)一端与第七二极管(D7)的负极连接，所述第七二极管(D7)的正极分别与第三电感(L3)的一端和第七电容(C7)的正极连接，所述第三电感(L3)的另一端分两路，分别与第一零电容(C10)的正极和所述主输出电路(6)的正极连接，所述主输出电路(6)的负极分别与所述第一零电容(C10)的负极、第七电容(C7)的负极和第一变压器(T1)第二次级绕组(N2)的另一端连接。

6.根据权利要求5所述的一种多路输出开关电源，其特征在于：所述主输出电路(6)上还包括输出采样电路(9)和光电隔离电路(8)，具体为，所述主输出电路(6)正极与第九电阻(R9)的一端连接，所述第九电阻(R9)的另一端分别与第一一电容(C11)的一端、第一 零电阻(R10)的一端和第三芯片(U3)的参考极连接，所述第三电感(L3)的另一端经过第六电阻(R6)与第二芯片(U2)的第一引脚连接，所述第二芯片(U2)的第二引脚分别和第一一电容(C11)的另一端和第三芯片(U3)的正极连接，所述第三芯片(U3)的负极和所述第一零电阻(R10)的另一端连接至所述主输出电路(6)的负极，所述第二芯片(U2)的第四引脚经过第八二极管(D8)与所述第一变压器(T1)第三次级绕组(N3)的一端连接，所述第二芯片(U2)的四三引脚与第一芯片(U1)的第三引脚连接。

7.根据权利要求6所述的一种多路输出开关电源，其特征在于：所述第一变压器(T1)第三次级绕组(N3)的一端经过第八二极管(D8)与第八电容(C8)的正极连接，所述第三次级绕组(N3)的另一端分别与所述第八电容(C8)的负极、第五电容(C5)的一端、第四电容(C4)的一端、第一芯片(U1)的第四引脚、第四电阻(R4)的一端和第一芯片(U1)的第五引脚连接，所述第五电容(C5)的另一端经过第五电阻(R5)连接至所述第一芯片(U1)的第三引脚，第四电容(C4)的另一端连接至所述第一芯片(U1)的第三引脚，所述第四电阻(R4)的另一端连接至所述第一芯片(U1)的第二引脚。