CN220401613U - 多路输出电压电路、开关电源及空调系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多路输出电压电路、开关电源及空调系统，多路输出电压电路包括供电管理芯片、变压器模组和多路输出电路，供电管理芯片包括驱动引脚和供电引脚，变压器模组的初级侧连接驱动引脚和供电源，多路输出电路包括多个电压输出端，多路输出电路连接变压器模组的次级侧以在电压输出端输出电压，多个电压输出端中的目标电压输出端连接到供电引脚。相对于现有技术中在变压器模组中设置供电绕组为供电管理芯片提供工作电压，本申请实施例无需设置供电绕组，而是利用其中一个电压输出端的输出电压作为稳定输出，向供电管理芯片提供工作电压，节省了材料成本并且供电电压更加稳定可靠。

Description

多路输出电压电路、开关电源及空调系统

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种多路输出电压电路、开关电源及空调系统。

背景技术

多路输出的开关电源，利用供电管理芯片和变压器模组能够在次级侧输出多个不同的电压，从而为后端电路提供合适大小的驱动电压。为了保证供电管理芯片的稳定工作，变压器模组通常通过一个供电绕组对次级侧进行采样，从而得到一个合适的电压给供电管理芯片的供电引脚。

由此可知，当次级侧绕组的负载变大，则供电绕组输出的电压变高，当次级侧绕组的负载变小，则供电绕组输出的电压变低，影响供电管理芯片的供电引脚上的电压稳定；如果供电管理芯片还通过供电引脚进行过压/欠压保护，则还可能误触发供电管理芯片的过压/欠压保护。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种多路输出电压电路、开关电源及空调系统，不需要设置单独的供电绕组，避免误触发供电引脚的保护。

本申请第一方面的实施例提供了一种多路输出电压电路，包括：

供电管理芯片，包括驱动引脚和供电引脚；

变压器模组，所述变压器模组的初级侧连接所述驱动引脚和供电源；

多路输出电路，包括多个电压输出端，所述多路输出电路连接所述变压器模组的次级侧以在所述电压输出端输出电压，所述多个电压输出端中的目标电压输出端连接到所述供电引脚。

根据本申请的一些实施例，所述多路输出电压电路还包括单向导电元件，所述目标电压输出端通过所述单向导电元件连接到所述供电引脚。

根据本申请的一些实施例，所述供电管理芯片还包括反馈引脚和分压电路，所述目标电压输出端通过所述分压电路接地，所述分压电路的分压点连接所述反馈引脚。

根据本申请的一些实施例，所述供电管理芯片还包括过压/欠压保护引脚，所述过压/欠压保护引脚连接所述目标电压输出端以进行过压/欠压保护，或者所述供电管理芯片利用所述供电引脚上的电压进行过压/欠压保护。

根据本申请的一些实施例，所述分压电路包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻的连接点为所述分压电路的分压点。

根据本申请的一些实施例，所述多路输出电压电路还包括第一电容，所述目标电压输出端和所述供电引脚的连接点通过所述第一电容接地。

根据本申请的一些实施例，所述变压器模组的次级侧包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述第一绕组用于输出第一电压，所述第二绕组的输出端连接所述目标电压输出端以输出第二电压，所述第三绕组用于输出第四电压。

根据本申请的一些实施例，所述多路输出电路包括电压转换芯片，所述电压转换芯片的输入端连接所述第三绕组的输出端，所述电压转换芯片的输出端用于输出第三电压。

本申请第二方面实施例提供了一种开关电源，包括第一方面所述的多路输出电压电路。

本申请第三方面实施例提供了一种空调系统，包括第二方面所述的开关电源。

本申请实施例提供的多路输出电压电路、开关电源及空调系统，至少具有如下有益效果：通过变压器模组的次级侧在多路输出电路的多个电压输出端输出不同的电压，然后将其中一个电压输出端，即目标电压输出端的电压输入到供电管理芯片的供电引脚，为供电管理芯片提供工作电压；相对于现有技术中在变压器模组中设置供电绕组为供电管理芯片提供工作电压，本申请实施例无需设置供电绕组，而是利用其中一个电压输出端的输出电压作为稳定输出，向供电管理芯片提供工作电压，节省了材料成本并且供电电压更加稳定可靠。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是相关技术的开关电源的电路图；

图2是本申请实施例提供的多路输出电压电路的电路图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

开关电源的电路通常利用供电管理芯片和变压器模组进行控制，供电管理芯片根据变压器模组的次级侧反馈回来的电压，调整当前变压器模组的初级侧的输入，从而维持输出所需的电压。在开关电源电路中，往往需要提供多种不同大小的电压，通过在次级侧构建多路输出电路能够输出多个电压值。

为了供电管理芯片能够持续工作，一般在变压器模组中设置供电绕组，为供电管理芯片提供工作电压。供电绕组从初级侧的线圈感应出相应的电流，输入到供电管理芯片的供电引脚。当次级侧绕组的负载变大，则供电绕组输出的电压变高，当次级侧绕组的负载变小，则供电绕组输出的电压变低，影响供电管理芯片的供电引脚上的电压稳定。在部分供电管理芯片中，将过压/欠压保护功能集成到供电引脚上，通过供电引脚上电压的变化确实是否触发过压/欠压保护，上述通过供电绕组进行供电的方案，在次级侧绕组的负载变化时，容易引起供电引脚上电压波动过大，从而误触发过压/欠压保护，影响开关电源的正常工作。

基于此，本申请提供了一种多路输出电压电路、开关电源及空调系统，包括供电管理芯片、变压器模组和多路输出电路，其中变压器模组不单独设置对供电管理芯片供电的供电绕组，而是在多路输出电路中取一路电压输出接入到供电管理芯片的供电引脚，从而为供电管理芯片提供稳定的工作电压，节省了电路的材料成本。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

参照图1所示，图1是相关技术中开关电源的电路图，变压器模组包括三部分绕组，第一部分绕组为1脚到3脚，作为变压器模组的初级侧，第二部分绕组为6脚到10脚，作为变压器模组的次级侧，第三部分绕组为4脚到5脚，作为供电管理芯片的供电绕组，5脚通过电阻连接到供电管理芯片的供电引脚Vcc，同时供电管理芯片还通过供电引脚上的电压实现过压/欠压保护。供电管理芯片还包括反馈引脚，反馈引脚通过一个反馈网络得到反馈电压，利用反馈电压的大小调整初级侧的输出情况。反馈网络可以是基准源+光耦的组合，也可以是稳压管+开关管的组合，图1的反馈网络由稳压管和三极管组成，三极管的基极通过一电阻和稳压二极管的正极连接到V2的电压输出端，三极管的发射极通过另一电阻和稳压二极管的正极连接到V2的电压输出端，同时三极管的发射极接地，三极管的集电极连接到供电管理芯片的反馈引脚。基于电压V2的增大可以使得稳压二极管反向导通从而导通三极管，使得反馈引脚下拉接地，触发供电管理芯片调整输出。

由此可知，对于供电管理芯片，供电引脚的供电绕组稳定性不足，也难以适应供电引脚兼容过压/欠压保护功能的情况，反馈引脚对应反馈网络也较为复杂，不利于江降低成本。

图2是本申请一个实施例提供的多路输出电压电路，包括：

供电管理芯片IC401，包括驱动引脚D/ST和供电引脚Vcc；

变压器模组T401，变压器模组T401的初级侧连接驱动引脚D/ST和供电源P；

多路输出电路，包括多个电压输出端，多路输出电路连接变压器模组T401的次级侧以在电压输出端输出电压，多个电压输出端中的目标电压输出端连接到供电引脚Vcc。

供电管理芯片IC401包括多个引脚，其中驱动引脚D/ST与变压器模组T401的初级侧绕组配合，在变压器模组T401的次级侧感应出相应的电流，为多路输出电路提供电压，多路输出电路由于需要输出多个不同的电压，因此设置有多个电压输出端，其中一个电压输出端作为目标电压输出端兼顾向供电管理芯片IC401的供电引脚Vcc提供工作电压。

可以理解的是，供电管理芯片IC401的工作电压一般通过Vcc表示，根据供电管理芯片IC401的规格不同Vcc可能具有不同的额定值，因此选用的目标电压输出端的电压应尽可能靠近Vcc的额定值或额定范围。对于目标电压输出端的电压与Vcc额定值或额定范围还有差距的情况，可以通过附加分压器件来调整。例如在一些实施例中，多路输出电压电路还包括单向导电元件D400，目标电压输出端通过单向导电元件D400连接到供电引脚Vcc。利用单向导电元件D400上的压降分压目标电压输出端的电压，使得到达供电引脚Vcc的电压适于Vcc额定值或者额定范围。另外单向导电元件D400还能够限制电流的流向，避免电路波动而引起冲击。通过目标电压输出端向供电引脚Vcc提供电压，能够使供电电压更加稳定可靠，并且不需要独立设置供电绕组，节省了材料成本。

其中，变压器模组T401包括初级侧和次级侧，图2中以1脚和5脚表示初级侧绕组的线圈的两个抽头，以6脚和10脚表示次级侧绕组的线圈的两个抽头(实际还包括7脚、8脚和9脚都是线圈抽头，因此次级侧是多个线圈的组合)。其中供电管理芯片IC401的供电引脚Vcc以D/ST表示，供电源P以P表示，在本申请实施例中，供电源PP为转换得到的直流电，D/ST引脚用于输出占空比信号，通过D/ST引脚的占空比信号控制初级侧绕组中的电流变化。

在一些实施例中，供电管理芯片IC401还包括反馈引脚FB和分压电路，目标电压输出端通过分压电路接地，分压电路的分压点连接反馈引脚FB。

针对相关技术中反馈网络的线路比较复杂的问题，本申请实施例利用分压电路进行电压反馈。分压电路从目标电压输出端采样电压，并在分压电路的分压点输出电压到供电管理芯片IC401的反馈引脚FB，从而使供电管理芯片IC401根据反馈电压调整D/ST引脚的占空比信号。可以理解的是，分压电路还可以对其他电压输出端进行采样，同样能够通过反馈电压使得供电管理芯片IC401调整D/ST引脚的占空比信号。

其中，分压电路包括串联连接的第一电阻R401和第二电阻R402，第一电阻R401和第二电阻R402的连接点为分压电路的分压点。分压电路还可以包括更多的电阻，

在一些实施例中，供电管理芯片IC401还包括过压/欠压保护引脚，过压/欠压保护引脚连接目标电压输出端以进行过压/欠压保护，或者供电管理芯片IC401利用供电引脚Vcc上的电压进行过压/欠压保护。

在次级侧的输出电压出现较大波动时，可能会触发供电管理芯片IC401的过压/欠压保护功能。在一些供电管理芯片IC401中，过压/欠压保护功能对应的引脚独立设置，例如设置过压/欠压保护引脚，此时可以通过过压/欠压保护引脚采样目标输出端的电压值；而在另一些供电管理芯片IC401中，供电引脚Vcc兼容过压/欠压保护功能，此时供电管理芯片IC401通过供电引脚Vcc确定电压波动情况。

值得注意的是，前述通过分压电路输出反馈电压，可能存在一种情况，在分压电路出现问题，例如电阻被短路或者出现断路等，反馈引脚FB无法判断出来反馈网络的异常，本申请实施例通过前述的供电引脚Vcc和/或过压/欠压保护引脚确定是否出现输出电压异常，这要求供电引脚Vcc和/或过压/欠压保护引脚从目标电压输出端采样，分压电路也从电压输出端采样，供电管理芯片IC401的反馈引脚FB出现电压突变时，可以检查供电引脚Vcc和/或过压/欠压保护引脚是否也出现电压突变，从而判断分压电路是否出现异常。因此通过上述引脚的配合检测，能够避免使用分压电路时无法确定分压电路是否工作异常的问题。

在一些实施例中，多路输出电压电路还包括第一电容E400，目标电压输出端和供电引脚Vcc的连接点通过第一电容E400接地。

对于次级侧绕组，通过多个线圈抽头连接多路输出电路作为输入，其中，变压器模组T401的次级侧包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，第一绕组用于输出第一电压，第二绕组的输出端连接目标电压输出端以输出第二电压，第三绕组用于输出第四电压。多路输出电路包括电压转换芯片IC402，电压转换芯片IC402的输入端Vin连接第三绕组的输出端，电压转换芯片IC402的输出端Vout用于输出第三电压。

参照图2所示，第一绕组为9脚到10脚，第二绕组为7脚到8脚，第三绕组为6脚到7脚，其中6脚是次级侧绕组的接地引脚，10脚通过二极管D403输出电压V1,8脚通过二极管D402输出电压V2，9脚连接到二极管D402的负极，7脚通过二极管D401输出电压V4，二极管D401的负极还连接到电压转换芯片IC402的输入端Vin，电压转换芯片IC402的输出端Vout输出电压V2；在电压输出端V1、V2、V3和V4到接地之间都各串联有相应电容器件。其中电压输出端V2为前述的目标电压输出端。

综上可知，通过变压器模组T401的次级侧在多路输出电路的多个电压输出端输出不同的电压，然后将其中一个电压输出端，即目标电压输出端的电压输入到供电管理芯片IC401的供电引脚Vcc，为供电管理芯片IC401提供工作电压；相对于现有技术中在变压器模组T401中设置供电绕组为供电管理芯片IC401提供工作电压，本申请实施例无需设置供电绕组，而是利用其中一个电压输出端的输出电压作为稳定输出，向供电管理芯片IC401提供工作电压，节省了材料成本并且供电电压更加稳定可靠。

本申请实施例还提供了一种电路板，包括前述任一实施例的多路输出电压电路。

本申请实施例还提供了一种开关电源，包括前述的多路输出电压电路或电路板。

本申请实施例还提供了一种空调系统，包括前述的电路板或开关电源。

在变频空调系统中，负载根据实际运行工况和运行环境进行变化，这使得电压调整更加频繁，开关电源也需要频繁调整输出，因此通过本申请实施例的多路输出电压电路，能够针对供电引脚兼容过压/欠压保护功能时容易引起过压/欠压保护的问题，也能降低反馈网络复杂度从而降低材料成本，降低电路板的故障率。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络节点上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种多路输出电压电路，其特征在于，包括：

供电管理芯片，包括驱动引脚和供电引脚；

变压器模组，所述变压器模组的初级侧连接所述驱动引脚和供电源；

多路输出电路，包括多个电压输出端，所述多路输出电路连接所述变压器模组的次级侧以在所述电压输出端输出电压，所述多个电压输出端中的目标电压输出端连接到所述供电引脚。

2.根据权利要求1所述的多路输出电压电路，其特征在于，所述多路输出电压电路还包括单向导电元件，所述目标电压输出端通过所述单向导电元件连接到所述供电引脚。

3.根据权利要求1所述的多路输出电压电路，其特征在于，所述供电管理芯片还包括反馈引脚和分压电路，所述目标电压输出端通过所述分压电路接地，所述分压电路的分压点连接所述反馈引脚。

4.根据权利要求1或3所述的多路输出电压电路，其特征在于，所述供电管理芯片还包括过压/欠压保护引脚，所述过压/欠压保护引脚连接所述目标电压输出端以进行过压/欠压保护，或者所述供电管理芯片利用所述供电引脚上的电压进行过压/欠压保护。

5.根据权利要求3所述的多路输出电压电路，其特征在于，所述分压电路包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻的连接点为所述分压电路的分压点。

6.根据权利要求1所述的多路输出电压电路，其特征在于，所述多路输出电压电路还包括第一电容，所述目标电压输出端和所述供电引脚的连接点通过所述第一电容接地。

7.根据权利要求1所述的多路输出电压电路，其特征在于，所述变压器模组的次级侧包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述第一绕组用于输出第一电压，所述第二绕组的输出端连接所述目标电压输出端以输出第二电压，所述第三绕组用于输出第四电压。

8.根据权利要求7所述的多路输出电压电路，其特征在于，所述多路输出电路包括电压转换芯片，所述电压转换芯片的输入端连接所述第三绕组的输出端，所述电压转换芯片的输出端用于输出第三电压。

9.一种开关电源，其特征在于，包括权利要求1至8任一所述的多路输出电压电路。

10.一种空调系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的开关电源。