专利名称：高效率多路输出电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种DC-DC直流电源，特别是具有多路输出的直流电源。
现有的DC-DC直流电源，在三路以上输出的场合中，以单端反激电路的应用最为普遍。由于反激电路中变压器由于在开关导通期间要存储能量，所以一般开有气隙，故存在较大的漏感。理论分析表明，在两路输出电流变化的比值一定的情况下，以其中一路输出电压为主控制路时，其他路输出的变化量与变压器的漏感的大小成正比。因此，变压器漏感较大的开关电源的效率和负载调整率就不可能高。
本发明的目的就是为了解决以上问题，提出一种高效率、高负载调整率的多路输出电源的解决方案。
本发明实现上述目的的方案是一种DC-DC直流电源，包括输入端、输出端以及变压器T、第一电子开关K1等，变压器T的第一抽头T1接输入端，第一电子开关K1一端接地，其特征是在变压器T输入端并联一个储能电路1，其两端分别接变压器T的第一抽头T1和第二抽头T2；在变压器T的第二抽头T2和第一电子开关K1之间，串联一个电流检测电路RS；在变压器T的第一抽头T1和第一电子开关K1之间，并联一个电感L1。
由于采用了以上的方案，不采用反激电路方式，在开关导通期间的储能由新的储能电路1实现，只要第一电子开关K1和第二电子开关K2的电流波形满足一定的时序关系，就能实现同样的能量传递和电压转换功能；与此同时，变压器由于不需储能，从而可以不开气隙或气隙很小，漏感也就大大减小，根据有关理论，其效率和负载率就大大提高。
图1是现有技术中的常用电路形式的简化等效电路图。
图2是本发明实施例一的简化等效电路图。
图3是本发明实施例一的整体示意图。
图4是实施例一中两个开关的工作波形。
图5是本发明实施例二的简化等效电路图。
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例一见图2，所示为本实施例DC-DC直流电源的原理示意图，图3则是其整体示意图，图中对现有技术部分仅以方框图表示，但本领域的技术人员都可以将其中的内容具体化，而并不需要付出创造性工作；图中仅以两路输出为例，多路输出时的情况与此相同，故不再进一步举例。
本例的电源包括输入端、输出端以及变压器T、第一电子开关K1等，变压器T的第一抽头T1接输入端，第一电子开关K1一端接地，在变压器T输入端并联一个储能电路1，其两端分别接变压器T的第一抽头T1和第二抽头T2；在变压器T的第二抽头T2和第一电子开关K1之间，串联一个电流检测电路RS；在变压器T的第一抽头T1和第一电子开关K1之间，并联一个电感L1。
所述储能电路主要由第三电容C3、第三二极管D3、第二电子开关K2组成，其中第二电子开关K2和第三二极管D3并联，并联后第三二极管D3阴极一端通过第三电容C3接电源输入端和变压器T的第一抽头T1，另一端接变压器T的第二抽头T2，并同时接到电流检测电路RS上。在实际的电路中，电子开关K1、K2可以用晶体管还MOS管实现，而第三二极管D3可以是二极管，但也可以寄生于电子开关K2的MOS管中。
所述电流检测电路RS检测电路信号，通过电流比较装置、触发器、驱动电路等，控制开关第二电子开关K2的驱动波形和电流波形；见图3。开关第二电子开关K2的工作波形与第一电子开关K1的工作波形控制在如图4所示的情形，就可以使本电路成为一个高效率、高负载调整率电源。具体分析如下(1)第一电子开关K1导通的状态与普通的PWM控制方式的开关导通状态完全一样。
(2)当第一电子开关K1关断时，第二电子开关K2反向导通，对第三电容C3储能。同时，第一二极管D1、第二二极管D2导通对第一电容C1、第二电容C2储能，随着电感L1所储存的能量逐渐释放，第二电子开关K2关断之前将第三电容C3上储存的能量通过变压器T转送给第一电容C1、第二电容C2。
(3)第二电子开关K2关断后，电感L1、变压器T与电路中的等效寄生电容处于自由振荡状态，直到第一电子开关K1第二次导通。
(4)由于第三电容C3上的电压比较稳定，任何一路输出电压下跌时，在该路漏感上电压差增大，从而使该路电流增大而达到自动分配功率的目的。
(5)由于第一抽头T1没有气隙，所以漏感L2、L3、L4很小，其上的压降相对于输出电压来说也非常小。故V3、V4(第三抽头T3、第四抽头T4处的电势)峰值基本保持变压器的匝比关系。
(6)由于第一二极管D1、第二二极管D2正向导通压降基本上是固定不变的，故Vo1与Vo2也基本上保持固定的比例关系，当V1、V2(第一抽头T1、第二抽头T2处的电势)任何一路下降时，另外一路也会同步下降，故此保证了Vo1、Vo2在各自负载变化范围很大时，仍然保持良好的比例关系，由于其中一路为主控制路，负载调整率得到保证，所以另外路的负载调整率也很高，由此实现了各路较高的负载调整率。
实施例二见图5，与实施例一仅有的一点不同为此例中所述电感L1是一个变压器，其初级线圈跨接于Vin和第一电子开关K1间，次级线圈一个抽头接Vin，另一个抽头接电流检测电路RS。本例与实施例一原理基本相同，故不赘述。
权利要求
1.一种DC-DC直流电源，包括输入端、输出端以及变压器T、第一电子开关K1等，变压器T的第一抽头T1接输入端，第一电子开关K1一端接地，其特征是在变压器T输入端并联一个储能电路(1)，其两端分别接变压器T的第一抽头T1和第二抽头T2；在变压器T的第二抽头T2和第一电子开关K1之间，串联一个电流检测电路RS；在变压器T的第一抽头T1和第一电子开关K1之间，并联一个电感L1。
2.如权利要求1所述的电源，其特征是所述储能电路主要由第三电容C3、第三二极管D3、第二电子开关K2组成，其中第二电子开关K2和第三二极管D3并联，并联后第三二极管D3阴极一端通过第三电容C3接电源输入端和变压器T的第一抽头T1，另一端接变压器T的第二抽头T2，并同时接到电流检测电路RS上。
3.如权利要求1或2所述的电源，其特征是所述电流检测电路RS检测电路信号，通过电流比较装置、触发器、驱动电路等，控制开关第二电子开关K2的驱动波形和电流波形；
4.如权利要求1或2所述的电源，其特征是所述电感L1是一个变压器，所述第一、二电子开关K1、K2是MOS管，所述第三二极管D3寄生于第二电子开关K2中。
5.如权利要求3所述的电源，其特征是所述电感L1是一个变压器，所述第一、二电子开关K1、K2是MOS管，所述第三二极管D3寄生于第二电子开关K2中。
全文摘要
本发明公开一种DC－DC直流电源,包括输入端、输出端以及变压器T、第一电子开关K1等,在变压器T输入端并联一个储能电路1,其两端分别接变压器T的第一抽头T1和第二抽头T2;在变压器T的第二抽头T2和第一电子开关K1之间,串联一个电流检测电路RS;在变压器T的第一抽头T1和第一电子开关K1之间,串联一个电感L1。控制电路使第一电子开关K1断开时,第二电子开关K2导通。用本方案替代反激式电路,可以使变压器不开气隙,从而漏感大大减小,可以提高其负载调整率、效率和稳定度。
文档编号H02M3/04GK1229303SQ9811807
公开日1999年9月22日 申请日期1998年8月20日 优先权日1998年8月20日
发明者刘非, 余海清 申请人:深圳市华为电气股份有限公司