一种低交叉调整率多路输出电源

1.本实用新型涉及输出电源技术领域，具体为一种低交叉调整率多路输出电源。


背景技术：

2.交叉调整率是衡量多路输出电源性能的重要指标，它表示的是电源实际输出电压与额定电压之间的偏差程度。传统的多路输出电源有主、辅路之分，主路闭环控制，交叉调整率较好，辅路开环控制，交叉调整率较差。为了改善交叉调整率，目前的控制方法多种多样，其中最具代表性的是传统加权反馈控制法，该方法改变原有主路闭环控制而辅路开环控制的控制格局，将主、辅路都进行闭环控制，并通过设置合适的加权系数来决定主辅路的受控程度。
3.传统加权反馈控制法的加权系数是固定不变的，当主、辅路负载变化时，加权系数不会根据负载的变化而变化，如中国专利申请号为201820489475.5 公开了一种双路输出反激开关电源交叉调整率电路，具体内容为：“一种双路输出反激开关电源交叉调整率电路，包括耦合电感、加权电路；耦合电感分别串联接入双路次级输出电路，双路输出端并联接入加权电路，经整合接入反馈电路，以控制输出电压的稳定。本实用新型通过采用电感耦合，使多路输出电流变化量相互感应，改善电感电流脉动，从而保持多路输出电压间的比例关系，并且利用加权的原理，把主输出电压和辅助输出电压按一定的权重比例进行取样反馈，从而使辅助输出电压也能像主输出电压一样，能够对占空比起到一定的调节作用，使辅助输出电压的变化得到一定程度的改善，从而提高输出电压的交叉调整率。”这种控制方法在主、辅路特定的负载条件下可实现低交叉调整率的目标，但在全范围负载情况下，对于交叉调整率的改善效果不佳。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本实用新型的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本技术的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。
5.鉴于上述和/或现有背景技术中存在的问题，提出了本实用新型。
6.因此，本实用新型的目的是提供一种低交叉调整率多路输出电源，能够一路直流输入多路直流输出，根据实时负载值动态调整加权反馈系数。
7.为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了如下技术方案：
8.一种低交叉调整率多路输出电源，包括：主功率电路，所述主功率电路包括：dc直流电源、多副边隔离变压器t、isa1电路、isa2电路、电流采样电路、动态加权控制电路、基准电压控制电路、mos管驱动电路；
9.所述多副边隔离变压器t输入端连接所述dc直流电源，通过两路并联的副边输出
到所述isa2电路上形成输出电压vo2,输出到所述isa1电路上形成输出电压vo1；
10.所述主功率电路输出端连接所述电流采样电路输入端，所述电流采样电路输出端连接所述动态加权控制电路输入端，所述基准电压控制电路输出端连接所述mos管驱动电路输入端，所述mos管驱动电路输出端连接所述主功率电路；
11.所述isa1电路输出端连接所述isa2电路输出端；
12.所述isa1电路包括：d1二极管、c1滤波器、r1负载，所述r1负载输入端分别连接所述c1滤波器输入端与所述d1二极管输入端，所述r1负载输出端分别连接所述c1滤波器输出端与所述c1滤波器输出端；
13.所述isa2电路包括：d2二极管、c2滤波器、r2负载，所述r2负载输入端分别连接所述c2滤波器输入端与所述d2二极管输入端，所述r2负载输出端分别连接所述c2滤波器输出端与所述c2滤波器输出端。
14.作为本实用新型所述的一种低交叉调整率多路输出电源的一种优选方案，所述电流采样电路包括：isa1电流采样电路、isa2电流采样电路；
15.所述isa1电流采样电路包括：pwm1与门电路、pwm3与门电路、pwm2比较器电路；所述pwm1与门电路输入端分别连接所述pwm3与门电路输入端与所述pwm2比较器电路输入端；
16.所述isa2电流采样电路包括：pwm4与门电路、pwm6与门电路、pwm5比较器电路；所述pwm4与门电路输入端分别连接所述pwm6与门电路输入端与所述pwm5比较器电路输入端。
17.作为本实用新型所述的一种低交叉调整率多路输出电源的一种优选方案，所述动态加权控制电路包括：第一ref1电路、第二ref1电路、第三ref1电路，所述第一ref1电路输入端分别连接所述第二ref1电路输出端与所述第三 ref1电路输出端；
18.所述第一ref1电路包括：电阻r3、电阻r4、第一ref1，所述电阻r3输入端连接所述电阻r4输入端，所述电阻r3输出端分别连接所述电阻r4输出端与所述第一ref1输入端；
19.所述第二ref1电路包括：电阻r5、电阻r6、第二ref1，所述电阻r5输入端连接所述电阻r6输入端，所述电阻r5输出端分别连接所述电阻r6输出端与所述第二ref1输入端；
20.所述第三ref1电路包括：电阻r7、电阻r8、第三ref1，所述电阻r7输入端连接所述电阻r8输入端，所述电阻r7输出端分别连接所述电阻r8输出端与所述第三ref1输入端。
21.作为本实用新型所述的一种低交叉调整率多路输出电源的一种优选方案，所述基准电压控制电路,包括：电阻r9、光耦ct817b、tl431，所述电阻r9 输入端连接电源，所述电阻r9输出端连接所述光耦ct817b输入，所述光耦ct817b输出端连接所述tl431的k端。
22.作为本实用新型所述的一种低交叉调整率多路输出电源的一种优选方案，mos管驱动电路包括：滤波器c3、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、晶体管q1、晶体管q8、晶体管q9、晶体管q10、二极管d3；
23.所述晶体管q1输出端连接所述电阻r15输入端，所述电阻r15输出端分别连接所述二极管d3阴极与所述晶体管q10发射极，所述晶体管q8发射极连接5v电源，所述电阻r10输入端连接5v电源，所述r10输出端分别连接所述r13输入端与晶体管q8的基极，所述晶体管q8集电极分别连接所述主功率电路与所述二极管d3的阳极和所述晶体管q10的基极，所述晶体管q10 集电极接地，所述电阻r14输入端连接所述二极管d3的阳极，所述电阻r14 输出端接地，所述电阻r13输入端连接所述晶体管q9集电极，所述晶体管q9 发射极接地，所述晶体管q9基极分别连接所述电阻r11输入端与电阻r12输入端，所述电阻r12输出端接地，所述
电阻r11输出端与所述滤波器c3输出端连接并输出pwm信号，所述滤波器c3输入端连接所述电阻r12输出端。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：一路直流输入多路直流输出，根据实时负载值动态调整加权反馈系数；
25.在电源掉电、断电情况下，可通过硬件电路切换供电，保证电源的不间断输出。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本实用新型进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
27.图1为本实用新型主功率电路；
28.图2为本实用新型电流采样电路；
29.图3为本实用新型动态加权控制电路；
30.图4为本实用新型基准电压控制电路；
31.图5为本实用新型mos管驱动电路；
具体实施方式
32.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
33.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。
34.其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
35.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
36.本实用新型提供一种低交叉调整率多路输出电源。
37.一种低交叉调整率多路输出电源，包括：主功率电路，所述主功率电路包括：dc直流电源、多副边隔离变压器t、isa1电路、isa2电路、电流采样电路、动态加权控制电路、基准电压控制电路、mos管驱动电路；
38.多副边隔离变压器t输入端连接dc直流电源，通过两路并联的副边输出到isa2电路上形成输出电压vo2,输出到isa1电路上形成输出电压vo1；
39.主功率电路输出端连接电流采样电路输入端，电流采样电路输出端连接动态加权控制电路输入端，基准电压控制电路输出端连接mos管驱动电路输入端，mos管驱动电路输出端连接主功率电路；
40.isa1电路输出端连接isa2电路输出端；
41.isa1电路包括：d1二极管、c1滤波器、r1负载，r1负载输入端分别连接c1滤波器输入端与d1二极管输入端，r1负载输出端分别连接c1滤波器输出端与c1滤波器输出端；
42.isa2电路包括：d2二极管、c2滤波器、r2负载，r2负载输入端分别连接c2滤波器输入端与d2二极管输入端，r2负载输出端分别连接c2滤波器输出端与c2滤波器输出端。
43.电流采样电路包括：isa1电流采样电路、isa2电流采样电路；
44.isa1电流采样电路包括：pwm1与门电路、pwm3与门电路、pwm2比较器电路；pwm1与门电路输入端分别连接pwm3与门电路输入端与pwm2比较器电路输入端；
45.isa2电流采样电路包括：pwm4与门电路、pwm6与门电路、pwm5比较器电路；pwm4与门电路输入端分别连接pwm6与门电路输入端与pwm5比较器电路输入端。
46.动态加权控制电路包括：第一ref1电路、第二ref1电路、第三ref1电路，第一ref1电路输入端分别连接第二ref1电路输出端与第三ref1电路输出端；
47.第一ref1电路包括：电阻r3、电阻r4、第一ref1，电阻r3输入端连接电阻r4输入端，电阻r3输出端分别连接电阻r4输出端与第一ref1输入端；
48.第二ref1电路包括：电阻r5、电阻r6、第二ref1，电阻r5输入端连接电阻r6输入端，电阻r5输出端分别连接电阻r6输出端与第二ref1输入端；
49.第三ref1电路包括：电阻r7、电阻r8、第三ref1，电阻r7输入端连接电阻r8输入端，电阻r7输出端分别连接电阻r8输出端与第三ref1输入端。
50.基准电压控制电路,包括：电阻r9、光耦ct817b、tl431，电阻r9输入端连接电源，电阻r9输出端连接光耦ct817b输入，光耦ct817b输出端连接tl431的k端。
51.mos管驱动电路包括：滤波器c3、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻 r13、电阻r14、电阻r15、晶体管q1、晶体管q8、晶体管q9、晶体管q10、二极管d3；
52.晶体管q1输出端连接电阻r15输入端，电阻r15输出端分别连接二极管 d3阴极与晶体管q10发射极，晶体管q8发射极连接5v电源，电阻r10输入端连接5v电源，r10输出端分别连接r13输入端与晶体管q8的基极，晶体管 q8集电极分别连接主功率电路与二极管d3的阳极和晶体管q10的基极，晶体管q10集电极接地，电阻r14输入端连接二极管d3的阳极，电阻r14输出端接地，电阻r13输入端连接晶体管q9集电极，晶体管q9发射极接地，晶体管q9基极分别连接电阻r11输入端与电阻r12输入端，电阻r12输出端接地，电阻r11输出端与滤波器c3输出端连接并输出pwm信号，滤波器c3输入端连接电阻r12输出端。
53.主功率电路拓扑采用flyback变换器，通过增加多副边隔离变压器t副边绕组实现多路输出，副边使用导通压降更小的肖特基二极管。dc电源为反激电路提供输入电压，反激变换器通过增加变压器绕组实现两路输出，两路输出分别为输出电压vo1、输出电压vo2。当输出电压vo1、输出电压vo2的负载电流变化时，电流采样电路实时采样两路负载电流的变化，并输出相应的pwm信号，电流采样电路输出的pwm信号可以控制动态加权控制电路mos管的开通与关断。当pwm1、pwm4都为高电平信号时，r3、r4、ref1对两路输出进行加权闭环控制，并决定着两路输出的受控程度，当pwm2、pwm5都为高电平信号时，r5、r6、ref1对两路输出进行加权闭环控制，当pwm3、pwm4、 6都为高电平信号时，r7、r8、ref1对两路输出进行加权闭环控制。动态加权控制电路产生的电压基准信号分别为vref1、vref2、vref3，电压基准信号被tl431及光耦电路构成的基准电压控制电路接收，产生可控制主mos管晶体管q1的pwm信号，从而实现多路输出反激开关电源的在全负载范围条件下低交叉调整率的目标。
54.电流采样电路，副边两路输出的负载电流，分别记为isa1、isa2，将isa1、 isa2各分为3个等级。对于isa1而言，三个等级分别为：0-vref1,vref1-vref2， vref2-vref3。对于isa2而言，三个等级分别为：0-vref4,vref4-vref5， vref5-vref6。两路不同的负载电流采样等级对应不同的pwm输出信号。当输出电压vo1路的负载电流在0-vref1区间变化时，pwm2输出高电平信号，当输出电压vo1路的负载电流在vref1-vref2区间变化时，比较器u1a、u1b输出高电平信号，与门1输出高电平信号，pwm1输出高电平信号。当输出电压 vo1路的负载电流在vref2-vref3区间变化时，比较器u2b、u3a输出高电平信号，与门2输出高电平信号，pwm3输出高电平信号。同理，当输出电压vo2 路负载电流在0-vref4区间变化时，比较器u4b输出高电平信号，pwm5输出高电平信号，当输出电压vo2负载电流在vref4-vref5区间变化时，比较器 u3b、u4输出高电平信号，与门3输出高电平信号，pwm4输出高电平信号，当输出电压vo2负载电流在vref5-vref6区间变化时，比较器u5a、u5b输出高电平信号，与门4输出高电平信号，pwm6输出高电平信号。
55.动态加权控制电路中，不同的pwm信号，对应不同动态加权控制电路。当pwm1、pwm4为高电平时，m晶体管q2、晶体管q3导通，输出电压vo1、输出电压vo2获得的加权系数分别为当pwm2、 pwm5为高电平时，晶体管q4、晶体管q5导通，输出电压vo1、输出电压vo2 获得的加权系数分别为：当pwm3、pwm6为高电平时，晶体管q6、晶体管q7导通，输出电压vo1、输出电压vo2获得的加权系数分别为：不同的负载电流对应不同的pwm信号，电流采样电路输出的pwm信号控制动态加权控制电路mos管晶体管q2、晶体管q3、晶体管q4、晶体管q5、晶体管q6、晶体管q7的开通与关断。当pwm1、4输出高电平信号时，电阻r3、电阻r4、ref1加权控制电路开通，产生相应的vref1电压基准信号，当pwm2、pwm5输出高电平信号时，电阻r5、电阻r6、ref1加权控制电路开通，产生相应的vref2电压基准信号，当pwm3、pwm6输出高电平信号时，电阻r7、电阻r8、ref1加权控制电路开通，产生相应的vref3电压基准信号。
56.基准电压控制电路中，基准电压控制电路由tl431以及光耦ct817b构成，输出电压vo1为光耦ct817b及tl431提供工作电压。tl431正常工作时，r 端产生2.5v基准电压，2.5v基准电压与动态加权控制电路中的vref1、vref2、 vref3进行比较，并最终通过光耦ct817b来释放不同的pwm信号。
57.mos管驱动电路中，当pwm信号为高电平时，晶体管q9导通，则晶体管 q8导通，晶体管q10截止。12v电源电压经晶体管q8，二极管d3，电阻r15 输出至晶体管q1的栅极，使mos管开通。当pwm信号为低电平时，晶体管q9 截止，则晶体管q8截止，晶体管q10导通。则mos管棚极电容通过电阻r14，晶体管q10快速放电，直至晶体管q1截止。
58.虽然在上文中已经参考实施方式对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅
和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。