二次稳压电路的制作方法
【专利摘要】本发明为一种二次稳压电路，属于开关电源技术领域，应用于输出多路低压直流电的开关电源。通常开关电源仅对主输出电压进行稳压控制，其它各路辅助输出的电压并不稳定。该二次稳压电路接开关变压器的辅助输出绕组，使开关电源辅助输出的电压稳定，可自动适应多种电路拓扑形式的开关电源。本发明二次稳压电路已采用微电子技术集成起来，外接元件很少，达到了低成本，小体积目的。且稳压精确高，损耗低，无需外驱动，电磁兼容性好，各路输出电压可不共地运行。集成起来的二次稳压电路按最高允许工作电压分为30V、60V、100V三档，按输出电流大小分为1A、2A、3A三档，组成系列产品。其中输出电流3A的为非标准化DIP-10封装，其余的均为DIP-8标准化封装。
【专利说明】
二次稳压电路
技术领域
[0001]本发明为一种二次稳压电路，属于开关电源技术领域，应用于输出多路低压直流电的开关电源，该二次稳压电路接开关变压器的辅助输出绕组，使开关电源辅助输出的电压稳定，可自动适应多种电路拓扑形式的开关电源作辅助输出稳压之用。
【背景技术】
[0002]不少电器产品如IXD-TV、PC，机顶盒、通讯电源、无绳电话、仪器仪表等，需要两种以上电压的低压直流电源供电；这些电器产品耗电功率不大，故多采用开关电源，把交流市电变换为若干种电压的低压直流电源对其供电。其中某种输出电压承担了电器产品大部分功率需求，或者是该种输出电压要求特别稳定，该种输出电压便称为开关电源的“主输出”，其它的输出电压便称为开关电源的“辅助输出”。通常开关电源仅对主输出电压进行稳压控制，在此约定称为“主稳压”或者“一次稳压”;而其它各路辅助输出的电压并不稳定，不能适应电器负载的要求。
[0003]为了使开关电源的各路辅助输出的电压稳定，有采取加权反馈、或者采用磁放大器措施的，或再进行DC/DC变换，但这些措施使开关电源电路复杂化，或是稳压精确度不高，增大开关变压器的设计难度；或是体积增大成本上升，或电磁兼容性差，给应用带来极大困惑。
[0004]在开关变压器的辅助输出绕组接线性低压差稳压器可使辅助输出的电压稳定，稳压精度也高；相对“一次稳压”而言，这样加接元器件的稳压措施便称为“二次稳压”。但接线性低压差稳压器使得损耗增大，降低了电源效率；还需散热器散热，不能实现小体积的要求；且在待机模式下，需要额外的开关或更加昂贵的特殊线性低压差稳压器，而且还达不到“能源之星”节能认证规定的指标。为此，必须寻求更好的“二次稳压”电路。
【发明内容】
[0005]本发明针对以上问题，自主设计了一款二次稳压电路，具体电路后文详述，并采用微电子技术集成起来，封装成为集成电路器件形式，功率元件已集成于内，外接元件很少。可自动适应单端反激拓扑形式、单端正激拓扑形式或脉冲宽度调制形式的开关电源。这款电路集成后达到了低成本，小体积目的；且稳压精确高，损耗低，无需外驱动，与主电路工作频率同步，电磁兼容性好，且能够实现开关电源各路输出电压不共地运行。应用时将其接开关变压器的辅助输出绕组即可，十分方便。这样便成功地解决了开关电源多路输出控制的难题，有着广泛的市场前景。
【附图说明】
[0006]图1为二次稳压电路的电路图。
【具体实施方式】
[0007]图1是本发明的二次稳压电路一个实施例，以下结合实施例来进一步解释附图和发明所在。
[0008]先叙述二次稳压电路的具体设计。图1中的Tl是开关变压器的一个辅助输出绕组，辅助输出绕组Tl的一端(I)接二极管VDl的正极，二极管VDl的负极即是输出直流电压的正极㈧；输出绕组Tl的另一端(2)接一个N沟道场效应管V4的源极，V4的的漏极即是输出直流电压的负极(B)，直流电压的负极(B)点作为二次稳压电路的参考零电位。
[0009]图1中的N1、N2元件型号为TL431，是三端可调精密电压基准，该元件有阴极K、阳极A和参考R三个引脚。
[0010]辅助输出绕组Tl的一端(I)还连接二极管VD2的正极，二极管VD2的负极接电阻Rl的一端和电阻R2的一端以及二极管VD3的正极；电阻Rl的另一端接NI元件的阴极，NI元件的阳极接辅助输出绕组Tl的另一端(2);电阻R2的另一端接NPN三极管Vl的集电极和NI元件的参考引脚，三极管Vl的发射极接辅助输出绕组Tl的另一端(2)。
[0011]二极管VD3的负极接电解电容Cl的正极，电解电容Cl的负极接辅助输出绕组Tl的另一端(2);把电阻R3和电阻R4串联起来，即把电阻R3的一端和电阻R4的一端相连接，电阻R3另一端接二极管VD3的负极，电阻R4的另一端接电阻Rl与NI元件阴极的连接点；电阻R3和电阻R4的连接点与PNP三极管V3的基极相连接。
[0012]三极管V3的发射极接二极管VD3的负极，三极管V3的集电极接电阻R7的一端和PNP三极管V2的基极；电阻R7的另一端接二极管VD4的正极，二极管VD4的负极接PNP三极管V2的发射极和场效应管V4的栅极；三极管V2的集电极接辅助输出绕组Tl的另一端⑵。
[0013]把电容C2与电阻R5并联起来，并联后的一端接三极管Vl的基极，另一端接电阻R6的一端和二极管VD5的负极；电阻R6的另一端接辅助输出绕组Tl的另一端(2) ;二极管VD5的正极接PNP三极管V5的集电极，三极管V5的发射极接二极管VDl的负极即输出直流电压的正极(A)。
[0014]把电阻R8与电阻R9串联起来，即把电阻R8的一端和电阻R9的一端相连接，该连接点与三极管V5的基极相连接；电阻R8的另一端接二极管VDl的负极即输出直流电压的正极(A)，电阻R9的另一端接N2元件的阴极和电阻RlO的一端，电阻RlO的另一端接电容C3的一端，电容C3的另一端接N2元件的参考引脚，N2元件的阳极接场效应管V4的漏极即输出直流电压的负极(B)。
[0015]把电阻Rll与电阻R12串联起来，即把电阻Rll的一端和电阻R12的一端相连接，该连接点也与N2元件的参考引脚相连接，电阻Rll的另一端连接输出直流电压的正极(A)，电阻R12的另一端连接输出直流电压的负极(B);电解电容C4的正极连接输出直流电压的正极㈧，电解电容C4的负极连接输出直流电压的负极⑶。
[0016]以下叙述二次稳压电路的原理:
[0017]当开关变压器的辅助输出绕组Tl有一个输出脉冲电压时(该脉冲电压的频率较高可达数十至上百千赫)，经过二极管VD2、二极管VD3并在电解电容Cl上建立起工作电源；该脉冲电压还通过电阻R2加到NI元件的参考引脚，使得NI元件导通，NI元件导通后其阴极引脚电位接近开关变压器的辅助输出绕组Tl的(2)端电位，而该端电位近似等于输出直流电压的负极⑶点的电位即参考零电位，三极管V3的基极通过电阻R3、R4分压得到驱动电压，三极管V3导通，三极管V3的集电极上的电压加在三极管V2的基极上使三极管V2关断，还通过电阻R7、二极管VD4加在场效应管V4的栅极使场效应管V4导通。这样一来，开关变压器的辅助输出绕组Tl便可以通过二极管VDl整流后对后续元件以及负载输出电压、电流。
[0018]电阻R11、R12是(A)、⑶两端输出电压的整定电阻，当输出电压上升达到整定值时，电阻R12上的分压上升，使N2元件导通(否则N2元件是关断的)，电阻R8、R9亦会流过电流，三极管V5的基极通过电阻R8、R9分压得到驱动电压，三极管V5导通，三极管V5的集电极上的电压通过二极管VD5、电阻R5、R6、电容C2加在三极管Vl的基极上使三极管Vl导通，电容C2起到使三极管Vl加速导通的作用，这样NI元件的参考引脚被短接，其上的电压接近于零，则NI元件被关断，导致三极管V3也被关断，三极管V2导通；这样一来，场效应管V4的栅极失去驱动电压被关断，二次稳压电路也就没有输出。三极管V2导通可快速释放场效应管V4的栅极电荷，加速场效应管V4关断。
[0019]二极管VD3起隔离作用，使在电解电容Cl上建立起工作电源不会影响NI元件的检测作用。二极管VD2也起隔离作用，使得控制场效应管V4工作状态的这部分电路不会影响输出电压的整定。当开关变压器的辅助输出绕组Tl没有输出脉冲电压时，NI元件也是处于关断状态，同样场效应管V4也是处于关断状态，二次稳压电路也就没有输出。
[0020]重复上述过程，二次稳压电路就能把输出电压稳定在一个整定值上。电解电容C4并联在输出端，起滤波和储能作用，稳定输出电压；电阻R10、电容C3串联之后连接在N2元件的阴极引脚和参考引脚之间，起相位校正作用。
[0021]因电阻Rll、R12是整定输出电压的，电解电容Cl、C4体积较大，它们作为外接元件，其余的集成起来。集成起来的二次稳压电路按最高允许工作电压分为30V、60V、100V三档，按输出电流大小分为1A、2A、3A三档，组成系列产品。其中输出电流3A的为非标准化DIP-10封装，其余的均为DIP-8标准化封装。
[0022]综上所述，本发明设计的二次稳压电路，应用于输出多路低压直流电的开关电源，该二次稳压电路接开关变压器的辅助输出绕组，使开关电源辅助输出的电压稳定，它由电阻元件Rl?R12 ;三端可调精密电压基准NI?N2 ;电容Cl?C4 ；NPN三极管VUPNP三极管V2、V3、V5 ；N沟道场效应管V4 ;二极管VDl?VD5这些元器件组成。这些元件具体连接的方式是:
[0023]开关变压器的辅助输出绕组Tl的一端⑴接二极管VDl的正极，二极管VDl的负极即是输出直流电压的正极(A);开关变压器的辅助输出绕组Tl的另一端(2)接N沟道场效应管V4的源极，场效应管V4的漏极即是输出直流电压的负极(B);开关变压器的辅助输出绕组Tl的一端(I)还连接二极管VD2的正极，二极管VD2的负极接电阻Rl的一端和电阻R2的一端以及二极管VD3的正极；电阻Rl的另一端接三端可调精密电压基准NI元件的阴极，NI元件的阳极接开关变压器的辅助输出绕组Tl的另一端(2);电阻R2的另一端接NPN三极管Vl的集电极和NI元件的参考引脚，三极管Vl的发射极接开关变压器的辅助输出绕组Tl的另一端⑵；二极管VD3的负极接电解电容Cl的正极，电解电容Cl的负极接辅助输出绕组Tl的另一端(2);把电阻R3的一端和电阻R4的一端相连接，电阻R3另一端接二极管VD3的负极，电阻R4的另一端接电阻Rl与NI元件阴极的连接点；电阻R3和电阻R4的连接点与PNP三极管V3的基极相连接；三极管V3的发射极接二极管VD3的负极，三极管V3的集电极接电阻R7的一端和PNP三极管V2的基极；电阻R7的另一端接二极管VD4的正极，二极管VD4的负极接PNP三极管V2的发射极和场效应管V4的栅极；三极管V2的集电极接开关变压器的辅助输出绕组Tl的另一端(2);把电容C2与电阻R5并联，并联后的一端接三极管Vl的基极，另一端接电阻R6的一端和二极管VD5的负极；电阻R6的另一端接开关变压器的辅助输出绕组Tl的另一端(2) ;二极管VD5的正极接PNP三极管V5的集电极，三极管V5的发射极接二极管VDl的负极即输出直流电压的正极(A);把电阻R8的一端和电阻R9的一端相连接，该连接点接PNP三极管V5的基极；电阻R8的另一端接二极管VDl的负极即输出直流电压的正极(A)，电阻R9的另一端接N2元件的阴极和电阻RlO的一端，电阻RlO的另一端接电容C3的一端，电容C3的另一端接三端可调精密电压基准N2元件的参考引脚，N2元件的阳极接场效应管V4的漏极即输出直流电压的负极⑶；把电阻Rll的一端和电阻R12的一端相连接，该连接点接N2元件的参考引脚，电阻Rll的另一端连接输出直流电压的正极㈧，电阻R12的另一端连接输出直流电压的负极⑶；电解电容C4的正极连接输出直流电压的正极㈧，电解电容C4的负极连接输出直流电压的负极⑶；电阻RlO和电容C3串联之后连接在N2元件的阴极引脚和参考引脚之间。
[0024]以上所述，仅是本发明的较佳实施范例而已，并非对发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种二次稳压电路，应用于输出多路低压直流电的开关电源，其特征在于:该二次稳压电路接开关变压器的辅助输出绕组，使开关电源辅助输出的电压稳定。2.如权利要求1所述的二次稳压电路，其特征在于:该二次稳压电路由电阻元件Rl?R12 ;三端可调精密电压基准NI?N2 ;电容Cl?C4 ;NPN三极管VUPNP三极管V2、V3、V5 ；N沟道场效应管V4 ;二极管VDl?VD5这些元器件组成。这些元件具体连接的方式是: 1)开关变压器的辅助输出绕组Tl的一端(I)接二极管VDl的正极，二极管VDl的负极即是输出直流电压的正极(A);开关变压器的辅助输出绕组Tl的另一端(2)接N沟道场效应管V4的源极，场效应管V4的漏极即是输出直流电压的负极(B); 2)开关变压器的辅助输出绕组Tl的一端(I)还连接二极管VD2的正极，二极管VD2的负极接电阻Rl的一端和电阻R2的一端以及二极管VD3的正极；电阻Rl的另一端接三端可调精密电压基准NI元件的阴极，NI元件的阳极接开关变压器的辅助输出绕组Tl的另一端(2)； 3)电阻R2的另一端接NPN三极管Vl的集电极和NI元件的参考引脚，三极管Vl的发射极接开关变压器的辅助输出绕组Tl的另一端(2) ;二极管VD3的负极接电解电容Cl的正极，电解电容Cl的负极接输出绕组Tl的另一端⑵； 4)把电阻R3的一端和电阻R4的一端相连接，电阻R3另一端接二极管VD3的负极，电阻R4的另一端接电阻Rl与NI元件阴极的连接点；电阻R3和电阻R4的连接点与PNP三极管V3的基极相连接；三极管V3的发射极接二极管VD3的负极，三极管V3的集电极接电阻R7的一端和PNP三极管V2的基极； 5)电阻R7的另一端接二极管VD4的正极，二极管VD4的负极接PNP三极管V2的发射极和场效应管V4的栅极；三极管V2的集电极接开关变压器的辅助输出绕组Tl的另一端(2);把电容C2与电阻R5并联，并联后的一端接三极管Vl的基极，另一端接电阻R6的一端和二极管VD5的负极；电阻R6的另一端接开关变压器的辅助输出绕组Tl的另一端(2); 6)二极管VD5的正极接PNP三极管V5的集电极，三极管V5的发射极接二极管VDl的负极即输出直流电压的正极㈧；把电阻R8的一端和电阻R9的一端相连接，该连接点接PNP三极管V5的基极；电阻R8的另一端接二极管VDl的负极即输出直流电压的正极(A)，电阻R9的另一端接N2元件的阴极和电阻RlO的一端，电阻RlO的另一端接电容C3的一端，电容C3的另一端接三端可调精密电压基准N2元件的参考引脚，N2元件的阳极接场效应管V4的漏极即输出直流电压的负极⑶； 7)把电阻Rll的一端和电阻R12的一端相连接，该连接点接N2元件的参考引脚，电阻Rll的另一端连接输出直流电压的正极(A)，电阻R12的另一端连接输出直流电压的负极(B);电解电容C4的正极连接输出直流电压的正极㈧，电解电容C4的负极连接输出直流电压的负极⑶；电阻RlO和电容C3串联之后连接在N2元件的阴极引脚和参考引脚之间。3.如权利要求1所述的二次稳压电路，其特征在于:该二次稳压电路除电阻元件RH、R12和电解电容Cl、C4之外，已集成为系列产品，封装形式为标准化DIP-8或DIP-10。
【文档编号】H02M3/156GK105991027SQ201510043108
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】何曙光
【申请人】王伟利