空比；0. 24545(2. 7us導(dǎo)通時(shí)長）；
[006引第一PWM控制器參數(shù)；頻率；91曲Z;占空比；0. 1272(1.4us導(dǎo)通時(shí)長）；開通時(shí)序 較第二PWM控制器延遲化S;
[0069] 其他參數(shù)與圖1中一致。
[0070]在本發(fā)明的方案中，輔路在整流二極管D2后加入第一整流開關(guān)Ql，例如有源控制 的MOS陽T，在兩路輸出帶負(fù)載分別為IOOQ和5Q的情況下，通過PWM控制的有源開關(guān)控制 住了變壓器T傳輸給輔路的能量，而不是現(xiàn)有方案的被動(dòng)接受，所W測試得出的主路和輔 路的輸出電壓均為8. 3V。因此，本發(fā)明的多路輸出反激變換器在圖1的現(xiàn)有變壓器未更改 情況下加入PWM控制的整流開關(guān)控制輔路的導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了輔路的高精度穩(wěn)壓。
[0071] 請參閱圖6,為根據(jù)本發(fā)明的多路輸出反激變換器的第二實(shí)施例的電路原理圖。女口 圖6所示，該第一輸出繞組Tsl和第二輸出繞組Ts2為同一繞組，即多路輸出反激變換器采 用單繞組雙路共地輸出。變壓器T的二次側(cè)只有一個(gè)繞組，但是通過有源開關(guān)控制可W在 第二輸出端V02得到一個(gè)比第一輸出端VOl的電壓即主路電壓更低的輔路電壓，即可W得 到兩個(gè)不同電壓輸出。圖6中，第一整流開關(guān)Ql和第二整流開關(guān)Q2均采用型號(hào)為MTP20N10 的MOS陽T管，第一電容Cl為lOOuF，第二電容C2為68證。圖7a-7d分別為圖6電路的S油er 仿真波形圖。其中，圖7a為第一整流元件Dl的電流波形圖，圖化為第二整流元件D2的電 流波形圖，圖7c為第一輸出端VOl的電壓波形圖，圖7d為第二輸出端V02的電壓波形圖， 仿真參數(shù)如下：
[0072] 輸入電壓；19V;
[0073] 變壓器參數(shù)；繞組禪合系數(shù)k= 0. 98 ;
[0074]Reference(參照物）：原邊繞組化sNumberof1:u;rns(圈數(shù)）：11;DC resistance(直流電阻率）：0.OOSohm;Selfinductance(自感）：12. 7地；
[00巧]Reference(參照物）：副邊繞組TslsNumberof1:u;rns(圈數(shù)）：9;DC resistance(直流電阻率）：0. 007ohm;Selfinductance(自感）：8.加H;
[0076] 第二PWM控制器參數(shù)；頻率；100曲Z(周期IOus);占空比：0.415(4. 15us導(dǎo)通時(shí) 長）；
[0077] 第一PWM控制器參數(shù)；頻率；100曲Z(周期15US);占空比；0. 185(1.85us導(dǎo)通時(shí) 長）；開通時(shí)序較第二PWM控制器延遲3.Sus;
[0078] 仿真得到第一輸出端VOl的主路輸出電壓為12V/1. 33A，第二輸出端V02的輔路輸 出電壓為5V/0.8A。此外，本發(fā)明還適用于將位于一次側(cè)的輔助繞組作為第一輸出繞組即為 一次側(cè)繞組進(jìn)行電壓反饋，二次側(cè)的繞組作為第二輸出繞組進(jìn)行功率輸出的方案。
[0079] 請參閱圖8,為根據(jù)本發(fā)明的多路輸出反激變換器的第H實(shí)施例的電路原理圖。 如圖8所示，前述第一整流開關(guān)Ql和第二整流元件D2的功能由兩個(gè)反向串聯(lián)的同步整 流MOS陽T實(shí)現(xiàn)。送兩個(gè)同步整流MOS陽T由第一PWM控制器11統(tǒng)一控制。每個(gè)同步整流 MOS陽T具有一個(gè)寄生二極管，在此將兩個(gè)MOS陽T串聯(lián)使得兩個(gè)MOS陽T的寄生二極管反向 串聯(lián)，W防止左右兩邊的電源倒灌。采用整流MOSFET共同驅(qū)動(dòng)，雖然時(shí)序控制難度加大，但 可W降低第一實(shí)施例中采用整流二極管D2的損耗，進(jìn)一步提高效率。
[0080] 本發(fā)明與采用LDO進(jìn)行穩(wěn)壓的多路輸出反激變換器相比，可W大幅提高效率，無 功功耗散熱問題也可W得到解決。
[0081] 本發(fā)明與采用兩級功率變換進(jìn)行穩(wěn)壓的多路輸出反激變換器相比，具有W下優(yōu) 勢：
[008引1)由于直接從變壓器T通過第一整流開關(guān)Ql如MOS陽T輸出電流供給負(fù)載，而無 需第二級變換，相對BUCK電路方案，沒有電感和續(xù)流二極管的損耗，同時(shí)二次側(cè)的第一整 流開關(guān)Ql可W做到零電壓開通，所W輔路輸出的變換效率可W設(shè)計(jì)得更高；
[0083] 2)無需腳CK電感，設(shè)計(jì)更為簡單；
[0084] 3)驅(qū)動(dòng)輔路第一整流開關(guān)Ql的PWM信號(hào)與一次側(cè)的PWM信號(hào)頻率同步，可W做到 基本不引入新的開關(guān)噪聲；
[00財(cái) 4)省去了一級濾波電容、腳CK電感、續(xù)流二極管，可W大大降低成本；
[008引 W產(chǎn)品的尺寸可W有效減小，功率密度可W提高。
[0087] 綜上所述，本發(fā)明通過在多路輸出反激變換器的輔路輸出W電壓負(fù)反饋環(huán)和PWM 控制構(gòu)成的控制方式來實(shí)現(xiàn)截?cái)嘧儔浩鱾鬏數(shù)碾娏?，從而?shí)現(xiàn)輔路輸出穩(wěn)壓。進(jìn)一步地，通 過與一次側(cè)的PWM頻率做同步，在一次側(cè)繞組翻轉(zhuǎn)前開通輔路的整流開關(guān)，通過第一基準(zhǔn) 誤差放大電路的反饋信號(hào)與偵測的同步信號(hào)結(jié)合得到驅(qū)動(dòng)占空比，控制第二輸出回路的整 流開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間，從而控制變壓器傳輸給輔路的能量為實(shí)際負(fù)載所需。本發(fā)明并不限于 說明書中給出的具體實(shí)現(xiàn)電路，也可W使用其它方式實(shí)現(xiàn)電壓負(fù)反饋和時(shí)序同步。
[0088] 本發(fā)明是根據(jù)特定實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白在不脫離本發(fā) 明范圍時(shí)，可進(jìn)行各種變化和等同替換。例如器件位置變動(dòng)，如將第一整流開關(guān)Ql位置移 至第二輸出繞組Ts2與第二濾波電容C2的陰極之間；又例如在反激變換器中增加更多的輸 出回路。此外，為適應(yīng)本發(fā)明技術(shù)的特定場合或材料，可對本發(fā)明進(jìn)行諸多修改而不脫離其 保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明并不限于在此公開的特定實(shí)施例，而包括所有落入到權(quán)利要求保護(hù) 范圍的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多路輸出反激變換器，至少包括： 變壓器，具有一次側(cè)繞組、第一輸出繞組與第二輸出繞組； 輸入電路，連接至所述一次側(cè)繞組，輸入電源通過該輸入電路向所述一次側(cè)繞組儲(chǔ) 能； 第一輸出電路，具有第一整流元件和第一濾波電容，所述第一輸出繞組的能量通過該 第一整流元件與第一濾波電容整流輸出得到第一電壓信號(hào)； 第二輸出電路，具有第二整流元件和第二濾波電容，所述第二輸出繞組的能量通過該 第二整流元件和第二濾波電容整流輸出得到第二電壓信號(hào)； 其特征在于，所述第二輸出電路還包括：第一整流開關(guān)、第一基準(zhǔn)誤差放大電路和第一PWM控制器，所述第一整流開關(guān)設(shè)置于所述第二輸出繞組與第二濾波電容之間用于控制所 述第二輸出繞組的能量輸出，所述第一PWM控制器通過所述第一基準(zhǔn)誤差放大電路偵探的 第二電壓信號(hào)控制所述第一整流開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)以形成電壓型負(fù)反饋環(huán)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路輸出反激變換器，其特征在于，所述輸入電路包括第二 整流開關(guān)、第二PWM控制器和反饋隔離單元，輸入電源通過所述一次側(cè)繞組和所述第二整 流開關(guān)構(gòu)成的串聯(lián)電路向所述變壓器的一次側(cè)繞組儲(chǔ)能；所述第二PWM控制器根據(jù)所述反 饋隔離單元偵探的第一電壓信號(hào)控制所述第二整流開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多路輸出反激變換器，其特征在于，所述第一PWM控制器偵探 一同步信號(hào)以確定所述第一整流開關(guān)的導(dǎo)通開始時(shí)刻，并根據(jù)所述第一基準(zhǔn)誤差放大電路 偵探第二電壓信號(hào)后處理得到的反饋電壓，檢測達(dá)到輔路基準(zhǔn)反饋電壓所對應(yīng)的時(shí)刻后關(guān) 斷第一整流開關(guān)，以確定所述第一整流開關(guān)的驅(qū)動(dòng)占空比。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多路輸出反激變換器，其特征在于，所述同步信號(hào)為以下信 號(hào)中的任意一個(gè)：一次側(cè)繞組的端電壓、第一輸出繞組的端電壓、第二輸出繞組的端電壓、 第一整流元件的端電壓/流過電流、第二PWM控制器發(fā)出的PWM信號(hào)、第二整流開關(guān)的端電 壓/流過電流和第二整流開關(guān)導(dǎo)通觸發(fā)信號(hào)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多路輸出反激變換器，其特征在于，所述第一整流開關(guān)的導(dǎo) 通開始時(shí)刻位于第二整流開關(guān)的導(dǎo)通期間。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路輸出反激變換器，其特征在于，所述第一輸出繞組和第 二輸出繞組為不同繞組。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路輸出反激變換器，其特征在于，所述第一輸出繞組和第 二輸出繞組為同一繞組，所述多路輸出反激變換器為單繞組雙路共地輸出。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路輸出反激變換器，其特征在于，所述第一整流開關(guān)為 MOSFET〇9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路輸出反激變換器，其特征在于，所述第二整流元件和所 述第一整流開關(guān)的功能由所述第一PWM控制器控制的兩個(gè)反向串聯(lián)的同步整流M0SFET實(shí) 現(xiàn)。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路輸出反激變換器，其特征在于，所述第一整流元件和第 二整流元件均為整流二極管。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多路輸出反激變換器，至少包括：變壓器、輸入電路、第一輸出電路和第二輸出電路；該變壓器通過第一輸出繞組給第一輸出電路提供能量，通過第二輸出繞組給第二輸出電路提供能量；該第二輸出電路包括：第一整流開關(guān)、第一基準(zhǔn)誤差放大電路、第一PWM控制器、第二整流元件和第二濾波電容，第一整流開關(guān)設(shè)于變壓器的第二輸出繞組與第二濾波電容之間用于控制第二輸出繞組的能量輸出，第一PWM控制器通過第一基準(zhǔn)誤差放大電路偵探的第二輸出電路輸出的第二電壓信號(hào)控制第一整流開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)以形成電壓型負(fù)反饋環(huán)。本發(fā)明的多路輸出反激變換器有效控制了變壓器輔路繞組能量的傳輸，以簡單高效的方式使輔路的輸出電壓保持高穩(wěn)定精度。
【IPC分類】H02M3/335
【公開號(hào)】CN105322798
【申請?zhí)枴緾N201410368033
【發(fā)明人】肖展偉
【申請人】艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年7月29日