一种用于开关电源的反馈电路的制作方法

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种用于开关电源的反馈电路。

背景技术：

开关电源由于体积小、重量轻和效率高等优点，得到越来越广泛的应用。大部分开关电源是采用光耦隔离方式：依靠光耦的线性工作区将输出电压误差信号隔离反馈到原边控制器，进行脉冲宽度调节，进而实现整体电源稳压控制。目前开关电源所使用的调压都是采用线性的调压方式，只能是处于单调的线性关系，而有些场合需要的电压属于非线性的，有些系统需要的。现有的非线性调压方式是采用的mcu控制的方式以实现这一目的，然而采用mcu控制的方式是需要编程，一方面增加系统的复杂性，另一方面增加mcu也会增加成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术问题，解决在特殊的应用场合，需要用占空比调压且调压的方式为分段函数的场合，提出一种用于开关电源的反馈电路，分段式的进行电压的调节，具体实现技术方案如下：

一种用于开关电源的反馈电路，包括第一反馈支路100、第二反馈支路200、第三反馈支路300、pid调节电路07、隔离电路08；

所述第一反馈支路100的输入端、第二反馈支路200的输入端分别连接至一pwm信号(pwm_da)，所述第三反馈支路300的输入端连接至开关电源的输出端vo；所述pwm信号为矩形波，其脉冲频率占空比为d，其中，0＜d＜100％；

所述第一反馈支路100的输出端、第二反馈支路200的输出端、第三反馈支路300的输出端分别连接至pid调节电路07的输入端，所述pid调节电路07的输出端连接至所述隔离电路08的输入端，所述隔离电路08的输出端fb作为反馈电路的反馈输出端；

所述第一反馈支路100包括依次连接的第一滤波电路01、比较电路03；

所述第一滤波电路01为rc滤波电路，用于将pwm信号交流脉冲波滤波处理转换为直流电压信号；

所述比较电路03包括第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第三运算放大器u3；

所述第五电阻r5的一端作为所述比较电路03的输入端，所述第五电阻r5的另一端连接至所述第三运算放大器u3的负输入端6，所述第三电阻r3的一端连接至一直流电压，所述第三电阻r3的另一端分别连接至所述第四电阻r4的一端、所述第三运算放大器u3的正输入端5，所述第四电阻r4的另一端接地，所述第六电阻r6的一端连接至所述第三运算放大器u3的正输入端5，所述第六电阻r6的另一端连接至所述第三运算放大器u3的输出端7，所述第三运算放大器u3的输出端7作为所述第一反馈支路100的输出端；

所述第二反馈支路200包括依次连接的第二滤波电路04，所述第二滤波电路04为rc滤波电路，用于将pwm信号交流脉冲波滤波处理转换为直流电压信号；

所述第三反馈支路300为输出采样电路用于对开关电源的输出电压进行采样获取电压反馈信号；所述第三反馈支路300为第十电阻r10，所述第十电阻r10的一端连接至开关电源的输出端vo，所述第十电阻r10的另一端连接至所述pid调节电路07的输入端；

所述pid调节电路07用于将所述第一反馈支路100、所述第二反馈支路200、或所述第三反馈支路300的输出的电压信号进行pid调节；

所述隔离电路08用于将pid调节电路07的信号通过光电耦合的方式进行隔离输出；进一步的，在本发明实施例中，优选地，所述隔离电路08包括第十五电阻r15、第十六电阻r16、光电耦合器u5，所述光电耦合器u5的发光器件阳极连接至所述第十五电阻r15的一端，所述第十五电阻r15的另一端连接至开关电源的输出端vo；所述光电耦合器u5的发光器件阴极连接至所述pid调节电路07的输出端sa，所述光电耦合器u5的光接收器件的发射极接电源地，所述光电耦合器u5的光接收器件的集电极连接至所述第十六电阻r16的一端，所述第十六电阻r16的另一端作为所述隔离电路08的输出端。

在本发明实施例中，进一步的，可选地，所述输出采样电路还包括第十一电阻r11、第五电容c5，所述第十一电阻r11的一端连接至开关电源的输出端vo，所述第十一电阻r11的另一端连接至所述第五电容c5的一端，所述第五电容c5的另一端连接至所述第十电阻r10的另一端。

进一步的，在本发明实施例中，优选地，所述第一滤波电路01为包括第一电阻r1、第一电容c1，所述第一电阻r1的一端连接至所述pwm信号(pwm_da)，所述第一电阻r1的另一端连接至所述第一电容c1一端，所述第一电容c1另一端接地，所述第一电阻r1的另一端作为所述第一滤波电路01的输出端；所述第二滤波电路04包括第二电阻r2、第二电容c2，所述第二电阻r2的一端连接至所述pwm信号(pwm_da)，所述第二电阻r2的另一端连接至所述第二电容c2一端，所述第二电容c2另一端接地；所述第二电阻r2的另一端作为所述第二滤波电路04的输出端。

在本发明实施例中，进一步的，可选地，所述第一反馈支路100还包括第一缓冲电路02，所述第一缓冲电路02为第一运算放大器u1，所述第一运算放大器u1的正输入端连接至所述第一滤波电路1的输出端；所述第一运算放大器u1的负输入端连接至所述第一运算放大器u1的输出端。

在本发明实施例中，进一步的，可选地，所述第二反馈支路200还包括第二缓冲电路05，所述第二缓冲电路05为第二运算放大器u2所述第二运算放大器u2的正输入端连接至所述第二滤波电路04的输出端；所述第二运算放大器u2的负输入端连接至所述第二运算放大器u2的输出端。

在本发明实施例中，进一步的，可选地，所述第一反馈支路100还包括二极管d1、第七电阻r7，所述二极管d1的阳极连接至所述比较电路03的输出端；所述二极管d1的阴极连接至所述第七电阻r7的一端，所述第七电阻r7的另一端作为所述第一反馈支路100的输出端。

在本发明实施例中，进一步的，可选地，所述第二反馈支路200还包括第三滤波电路，所述第三滤波电路为rc滤波电路，为rc滤波电路，所述第三滤波电路包括第八电阻r8、第四电容c4，所述第八电阻r8的一端连接至所述第二缓冲电路05的输出端，所述第八电阻r8的另一端连接至所述第四电容c4一端；所述第四电容c4另一端接地。

进一步的，可选地，所述比较电路03还包括第三电容c3，所述第三电容c3的一端连接至所述第三运算放大器u3的正输入端5，所述第三电容c3的另一端接地。

进一步的，在本发明实施例中，优选地，所述pid调节电路07包括第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第四运算放大器u4、第七电容c7，所述第四运算放大器u4的正输入端3连接所述第十三电阻r13后连接至直流电压v1，所述第十二电阻r12的一端分别连接至所述第四运算放大器u4的负输入端2、第十四电阻r14的一端，所述第十二电阻r12的另一端接地；所述第十四电阻r14的另一端连接至所述第七电容c7的一端，所述第七电容c7的另一端连接至所述第四运算放大器u4的输出端1，所述第四运算放大器u4的输出端1作为所述pid调节电路07的输出端sa。

在本发明实施例中，进一步的，可选地，所述pid调节电路07还包括第八电容c8；所述第八电容c8的一端连接至所述第四运算放大器u4的负输入端2，所述第八电容c8的另一端连接至所述第四运算放大器u4的输出端1。

本发明提供的一种用于开关电源的反馈电路，具备电路简单、成本低等特点，它可根据输出的不同应用，分段式的进行电压的调节，无需mcu编程，降低了系统的复杂度，提升系统稳定等特点，在一些特殊的应用场合具有很好的实际意义。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的用于开关电源的反馈电路原理示意图；

图2为本发明的用于开关电源的反馈电路的比较电路的电路图；

图3为本发明的用于开关电源的反馈电路的第三反馈支路的电路图；

图4为本发明的用于开关电源的反馈电路的第一反馈支路的电路图；

图5为本发明的另一用于开关电源的反馈电路原理示意图；

图6为本发明的用于开关电源的反馈电路的第二反馈支路的电路图；

图7为本发明的用于开关电源的反馈电路第一反馈支路的另一电路图；

图8为本发明的用于开关电源的反馈电路pid调节电路的电路图；

图9为本发明的用于开关电源的反馈电路隔离电路的电路图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种用于开关电源的反馈电路如附图1所示，包括第一反馈支路100、第二反馈支路200、第三反馈支路300、pid调节电路07、隔离电路08；

所述第一反馈支路100的输入端、第二反馈支路200的输入端分别连接至所述pwm信号(pwm_da)，所述第三反馈支路300的输入端连接至开关电源的输出端vo；所述pwm信号为矩形波，其脉冲频率占空比为d，其中，0＜d＜100％；在本发明是实例中，pwm信号为5v/50khz的矩形波信号；

所述第一反馈支路100的输出端、第二反馈支路200的输出端、第三反馈支路300的输出端分别连接至pid调节电路07的输入端，所述pid调节电路07的输出端连接至所述隔离电路08的输入端，所述隔离电路08的输出端fb作为反馈电路的反馈输出端；

所述第一反馈支路100包括依次连接的第一滤波电路01、比较电路03；

所述第一滤波电路01为rc滤波电路，用于将pwm信号交流脉冲波滤波处理转换为直流电压信号；

所述比较电路03包括第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第三运算放大器u3，如附图2所示；

所述第五电阻r5的一端作为所述比较电路03的输入端，所述第五电阻r5的另一端连接至所述第三运算放大器u3的负输入端6，所述第三电阻r3的一端连接至一直流电压+5v，所述第三电阻r3的另一端分别连接至所述第四电阻r4的一端、所述第三运算放大器u3的正输入端5，所述第四电阻r4的另一端接地，所述第六电阻r6的一端连接至所述第三运算放大器u3的正输入端5，所述第六电阻r6的另一端连接至所述第三运算放大器u3的输出端7，所述第三运算放大器u3的输出端7作为所述第一反馈支路100的输出端；

所述第二反馈支路200包括依次连接的第二滤波电路04，所述第二滤波电路04为rc滤波电路，用于将pwm信号交流脉冲波滤波处理转换为直流电压信号；

所述第三反馈支路300为输出采样电路用于对开关电源的输出电压进行采样获取电压反馈信号，如附图3所示，所述第三反馈支路300为第十电阻r10，所述第十电阻r10的一端连接至开关电源的输出端vo，所述第十电阻r10的另一端连接至所述pid调节电路07的输入端。进一步地，优选地，所述输出采样电路还包括第十一电阻r11、第五电容c5，所述第十一电阻r11的一端连接至开关电源的输出端vo，所述第十一电阻r11的另一端连接至所述第五电容c5的一端，所述第五电容c5的另一端连接至所述第十电阻r10的另一端。

所述pid调节电路07用于将所述第一反馈支路100、所述第二反馈支路200、或所述第三反馈支路300的输出的电压信号进行pid调节；所述隔离电路08用于将pid调节电路07的信号通过光电耦合的方式进行隔离输出。

可选的，如附图4所示，所述第一滤波电路01为包括第一电阻r1、第一电容c1，所述第一电阻r1的一端连接至pwm信号(pwm_da)，所述第一电阻r1的另一端连接至所述第一电容c1一端，所述第一电容c1另一端接地，所述第一电阻r1的另一端作为所述第一滤波电路01的输出端。

进一步的，在本发明另一实施例中，为了提高所述第一反馈支路100的输入阻抗降低输出阻抗，优选地，如附图4、5所示，所述第一反馈支路100还包括第一缓冲电路02，所述第一缓冲电路02为第一运算放大器u1，所述第一运算放大器u1的正输入端连接至所述第一滤波电路1的输出端；所述第一运算放大器u1的负输入端连接至所述第一运算放大器u1的输出端。

如附图6所示，所述第二滤波电路04包括第二电阻r2、第二电容c2，所述第二电阻r2的一端连接至pwm信号(pwm_da)，所述第二电阻r2的另一端连接至所述第二电容c2一端，所述第二电容c2另一端接地；所述第二电阻r2的另一端作为所述第二滤波电路04的输出端。

进一步的，如附图5、6所示，为了提高第二反馈支路200的输入阻抗降低输出阻抗，所述第二反馈支路200还包括第二缓冲电路05，所述第二缓冲电路05为第二运算放大器u2所述第二运算放大器u2的正输入端连接至所述第二滤波电路04的输出端；所述第二运算放大器u2的负输入端连接至所述第二运算放大器u2的输出端。

进一步的，优选地，所述第二反馈支路200还包括第三滤波电路，所述第三滤波电路为rc滤波电路，为rc滤波电路，所述第三滤波电路包括第八电阻r8、第四电容c4，所述第八电阻r8的一端连接至所述第二缓冲电路05的输出端，所述第八电阻r8的另一端连接至所述第四电容c4一端；所述第四电容c4另一端接地。所述第二反馈支路200还包括第九电阻r9，所述第九电阻r9的一端连接至所述第八电阻r8的另一端，所述第九电阻r9的另一端作为所述第二反馈支路200的输出端。

进一步地，如附图7所示，优选地，所述第一反馈支路100还包括二极管d1、第七电阻r7，所述二极管d1的阳极连接至所述比较电路03的输出端；所述二极管d1的阴极连接至所述第七电阻r7的一端，所述第七电阻r7的另一端作为所述第一反馈支路100的输出端。进一步地，所述比较电路03还包括第三电容c3，所述第三电容c3的一端连接至所述第三运算放大器u3的正输入端5，所述第三电容c3的另一端接地。

如附图8所示，所述pid调节电路07包括第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第四运算放大器u4、第七电容c7，所述第四运算放大器u4的正输入端3连接所述第十三电阻r13后连接至直流电压v1，所述直流电压v1可以为+5v直流电压也可以为开关电源的输出端电压vo，所述第十二电阻r12的一端分别连接至所述第四运算放大器u4的负输入端2、第十四电阻r14的一端，所述第十二电阻r12的另一端接地；所述第十四电阻r14的另一端连接至所述第七电容c7的一端，所述第七电容c7的另一端连接至所述第四运算放大器u4的输出端1，所述第四运算放大器u4的输出端1作为所述pid调节电路07的输出端sa。

进一步的，所述pid调节电路07还包括第八电容c8；所述第八电容c8的一端连接至所述第四运算放大器u4的负输入端2，所述第八电容c8的另一端连接至所述第四运算放大器u4的输出端1。

如附图9所示，所述隔离电路08包括第十五电阻r15、第十六电阻r16、光电耦合器u5，所述光电耦合器u5的发光器件阳极连接至所述第十五电阻r15的一端，所述第十五电阻r15的另一端连接至开关电源的输出端vo；所述光电耦合器u5的发光器件阴极连接至所述pid调节电路07的输出端sa，所述光电耦合器u5的光接收器件的发射极接电源地，所述光电耦合器u5的光接收器件的集电极连接至所述第十六电阻r16的一端，所述第十六电阻r16的另一端作为所述隔离电路08的输出端。

本发明的用于开关电源的反馈电路的工作原理如下：

其中，pwm_da为5v/50khz的矩形波信号，r4/(r3+r4)＝0.116，电压为5v*0.116v。

pwm_da是一个5v/50khz的矩形波信号，通过这个矩形波的占空比来改变第四运算放大器u4的2脚的电压，从而调节输出电压，使得输出电压，按照如下：

当pwm_da是占空比0<d<10％的信号时，此时第二运算放大器u2和第一运算放大器u1的输出都是一个0-0.5v之间的电压，利用第四电阻r4和第三电阻r3的分压使得第三运算放大器u3的5脚的分压为0.58v，此时第三运算放大器u3的7脚输出的为5v，那么5v和第六电阻r6反算回去第三运算放大器u3的5脚的电压为0.62v，也就是第三运算放大器u3的6脚的电压要达到0.62v才会反转电压。

当pwm_da是占空比10％<d<20％的信号时，此时第二运算放大器u2和第一运算放大器u1的输出均为0.5-1v之间的电压，只要占空比大于13％，然后第三运算放大器u3的5脚的电压就会变成0.576v，第三运算放大器u3的6脚电压就会超过0.62v，就会反转电压，第三运算放大器u3的7脚输出0v，第一反馈支路100相当于断开，第二反馈支路200参与电压调节。

当pwm_da是占空比20％<d<100％的信号时，此时第二运算放大器u2和第一运算放大器u1的输出均为1-5v之间的电压，第一反馈支路100相当于断开，第二反馈支路200参与电压调节。

在本发明中，优选地，第一运算放大器u1为lm358芯片，第二运算放大器u2为ap4310芯片，第三运算放大器u3为lm358芯片，第四运算放大器u4为ap4310芯片。

本发明实施例，优选地，本发明用于开关电源的反馈电路可以应用于llc谐振电路开关电源，本发明的用于开关电源的反馈电路的输出端fb连接至开关电源的控制芯片电路，用于分段式电压调节控制，需要说明的是，本发明的反馈电路不限定于llc谐振电路，可以为其他开关电源电路。

上述说明描述了本发明的优选实施例，但应当理解本发明并非局限于上述实施例，且不应看作对其他实施例的排除。通过本发明的启示，本领域技术人员结合公知或现有技术、知识所进行的改动也应视为在本发明的保护范围内。