专利名称：一种多路输出开关电源电路及其开关电源、装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及开关电源电路、开关电源及具有开关电源的装置，尤其是涉及一种多 路输出开关电源电路、具有该多路输出开关电源电路的开关电源及具有该多开关电源电路 的装置。
背景技术：
传统多路输出开关电源在做多路输出且要求输出电压恒定的时候为了控制各支 路输出电压的精确度，往往对每路输出采样后做负反馈，以此来控制各支路输出电压的精 确度。如图4所示，输入回路的输出端与变压器的初级绕组相连，变压器的次级绕组连接 有N个(N > 2)输出支路，各输出支路的输出端一一对应连接该支路对应的负载。为控制 各输出支路输出电压的精确度，在各输出支路的输出端均连接一采集输出端电压的采样电 路，各采样电路再连接至同一反馈回路将输出端的电压变化反馈到输入回路，输入回路根 据反馈调整开关管的关断/开启频率还调整输入回路的输出，从而同时控制各输出支路的 电压。但是，在各支路负载不平衡的条件下，相对轻载的一路或几路输出电压会有不同 程度的漂高，而重载的几路却会被拉低，难以达到比较稳定的多路输出电压。可见，由于各 路负载的不平衡导致输出电压波动较大，交叉调整率及纹波等指标非常差，往往很难做到 对多路输出电压的精确控制。以传统的输出12V、24V反激式多路输出开关电源电路为例，如图5所示，其中输入 端经过变压器Tl变压后经二极管D1、电容Cl和二极管D2、电容C2整流滤波后分别输出两 路输出电压24V和12V至各自的负载，在变压器Tl的初级绕组一端连接有开关Si。为了 保持对各支路输出电压的控制，在12V和24V输出端分别通过电阻R2、电阻R3连接电阻R4 后接地，同时将电阻R2和电阻R3的连接点连接至TL431的参考极，TL431的阳极接地，其 阴极经光耦PCl的输入端、电阻Rl连接至12V支路的输出端，光耦PCl的输出端接输入端 的反馈端子。该开关电源通过对12V、24V两路输出进行同时取样，然后通过光耦PCl将取 样信号送回到FB (反馈)功能端子，由其输入端电路控制Sl开关的占空比进而达到稳压目 的。但是，在12V输出支路负载相对比较重的情况下24V输出支路电压会漂高至26V甚至更 高，而12V输出支路电压却仅能得到IlV左右；而在24V输出支路负载比较重时同样会导致 12V输出支路电压漂高，这样就会对后端的用电设备造成过压或欠压威胁，导致用电设备的 不稳定。现有的解决办法是对负载相对较轻的支路加死负载来平衡各路负载，以保持各输 出支路的负载均衡，但是，该方法既增加了死负载的成本，又让损耗在死负载上的功率白白 浪费掉了，影响了电源的整体效率。因此，急需开发一种既能实现对多路输出开关电源电路的多路输出电压的精确控 制，又不会增加死负载的成本，浪费损耗在死负载上的功率，影响电源的整体效率的技术。
发明内容
本发明为了解决现有技术多路输出开关电源增加了死负载的成本，浪费了损耗在 死负载上的功率，影响了电源的整体效率的技术问题，提供了一种多路输出开关电源电路、 具有该多路输出开关电源电路的开关电源及具有该多开关电源电路的装置。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为设计一种多路输出开关电源电 路，包括输入回路、变压器和至少两输出支路，输入回路的输出端与变压器的初级绕组连 接，输出支路的输入端与变压器的次级绕组连接，其中一个输出支路的输出端通过一采样 反馈电路与输入回路连接，所述采样反馈电路采集该输出支路的输出端电压并反馈到输入 回路，输入回路根据所述反馈调整所有输出支路的输出，所述多路输出开关电源电路还包 括与其余输出支路分别一一对应连接的稳压调整回路，所述各稳压调整回路根据其对应的 输出支路的输出电压变化调整并稳定其对应的输出支路的输出电压。所述稳压调整回路包括一调整管和采样稳压环路，所述调整管的输入端与输出支 路的输出端相连，调整管的输出端与采样稳压环路的输入端连接，调整管的控制端与采样 稳压环路的输出端连接，所述采样稳压环路采集调整管输出端的电压变化并根据采集的电 压变化调整调整管的控制端的电压，所述调整管的输出端根据控制端电压的变化而调整并 稳定调整管的输出端电压。所述采样稳压环路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、三端可调分流基准源和 第一二极管，其中，第一电阻的一端与调整管的输出端和第一二极管的正极相连，另一端与 第二电阻的一端及三端可调分流基准源的参考极相连，三端可调分流基准源的阳极和第二 电阻的另一端接地，三端可调分流基准源的阴极通过一第三电阻与第一二极管的负极和调 整管的控制端相连。 所述三端可调分流基准源为TL431。所述调整管为一场效应管，其控制端连接有一为场效应管提供偏置电压的偏置电路。所述场效应管为N沟道增强型场效应管，其输入端为漏极，输出端为源极，控制端 为栅极，所述偏置电路包括一第二二极管、第四电阻、第五电阻和第二电容，其中，第二二 极管的阳极与变压器的次级绕组连接，其阴极通过第四电阻串联相互并联的第五电阻和第 二电容后接地，第四电阻与第五电阻的连接端与场效应管的栅极相连。所述开关电源为反激式多路输出开关电源。所述其余输出支路还设置有控制其连通/断开的控制开关。本发明还提供了一种具有上述多路输出开关电源电路的开关电源，所述多路输出 开关电源电路，包括输入回路、变压器和至少两输出支路，输入回路的输出端与变压器的初 级绕组连接，输出支路的输入端与变压器的次级绕组连接，其中一个输出支路的输出端通 过一采样反馈电路与输入回路连接，所述采样反馈电路采集该输出支路的输出端电压并反 馈到输入回路，输入回路根据所述反馈调整所有输出支路的输出，所述多路输出开关电源 电路还包括与其余输出支路分别一一对应连接的稳压调整回路，所述各稳压调整回路根据 其对应的输出支路的输出电压变化调整并稳定其对应的输出支路的输出电压。本发明还提供了一种具有上述多路输出开关电源电路的装置，所述多路输出开关 电源电路，包括输入回路、变压器和至少两输出支路，输入回路的输出端与变压器的初级绕组连接，输出支路的输入端与变压器的次级绕组连接，其中一个输出支路的输出端通过一 采样反馈电路与输入回路连接，所述采样反馈电路采集该输出支路的输出端电压并反馈到 输入回路，输入回路根据所述反馈调整所有输出支路的输出，所述多路输出开关电源电路 还包括与其余输出支路分别一一对应连接的稳压调整回路，所述各稳压调整回路根据其对 应的输出支路的输出电压变化调整并稳定其对应的输出支路的输出电压。本发明通过对多路输出开关电源电路的一个输出支路通过采样反馈回路与输入 回路连接，将该输出支路的输出电压反馈至输入回路，从而控制各输出支路的电压；同时， 其余输出支路分别连接一稳压调整回路，根据其对应的输出支路的输出电压变化调整并稳 定其对应的输出支路的输出电压。从而通过多路输出的一个输出支路的输出端的采样反 馈调整所有输出支路的输出电压，实现对该输出支路进行精确调整的同时对其余输出支路 进行一次调整，同时，通过其余输出支路的稳压调整回路对其余输出支路的二次调整，对各 其余输出支路的输出电压进行精确控制，不需要在支路中加死负载来平衡各输出支路的负 载，相比现有技术，不仅减少了死负载的成本，节约了电能，提高了电源电路的整体效率。
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中 图1是本发明多路输出开关电源电路的原理图2是本发明多路输出开关电源电路的实施例一的电路图； 图3是本发明多路输出开关电源电路的实施例二的电路图； 图4是现有技术多路输出开关电源电路的原理图； 图5是现有技术多路输出开关电源电路的电路图。
具体实施例方式请参见图1，本发明多路输出开关电源电路包括输入回路、变压器、稳压调整回路 和N路输出支路。其中(注修改了附图1，将输入电路改为输入回路)
输入回路的输出端与变压器的初级绕组连接，输出支路的输入端与变压器的次级绕组 连接，其中一个输出支路——输出支路1的输出端通过一采样反馈电路与输入回路连接。所 述采样反馈电路由采样电路和反馈电路构成。其中，采样电路的输入端与输出支路1的输 出端连接，其输出端与反馈电路的输入端连接，反馈电路的输出端与输入回路的反馈端连 接。所述采样反馈电路采集该输出支路的输出端电压并反馈到输入回路，输入回路通过控 制变压器的初级绕组的接通/断开频率来调整变压器的次级绕组的输出，从而根据所述反 馈调整所有输出支路的输出。稳压调整回路连接在其余输出支路——输出支路2至输出支路N中，且分别与其 余输出支路一一对应，即输出支路2至输出支路N中均连接有一与之对应的稳压调整回路2 至稳压调整回路N。所述各稳压调整回路根据其对应的输出支路的输出电压变化调整并稳 定其对应的输出支路的输出电压。稳压调整回路的输出端连接与其对应支路的负载。其中， 每一稳压调整回路均包括一调整管和采样稳压环路，所述调整管的输入端与输出支路的输 出端相连，调整管的输出端与采样稳压环路的输入端连接，调整管的控制端与采样稳压环 路的输出端连接，所述采样稳压环路采集调整管输出端的电压变化并根据采集的电压变化调整调整管的控制端的电压，所述调整管的输出端根据控制端电压的变化而调整并稳定调 整管的输出端电压。通过多路输出的一个输出支路的输出端的采样反馈调整所有输出支路的输出电 压，同时，通过对其余输出支路的二次调整，对各其余输出支路的输出电压进行精确控制， 不需要在支路中加死负载来平衡各输出支路的负载，相比现有技术，不仅减少了死负载的 成本，节约了电能，提高了电源电路的整体效率。实施例一
请参见图2。该实施例为一反激式多路输出开关电源电路，输入回路的输出经过变压 器Tl变压后经二极管D1、电容Cl和二极管D2、电容C2整流滤波后分别输出两路输出电压 24V和12V，在变压器Tl的初级绕组的一端连接有开关Si。在12V的输出端通过电阻R2、 电阻R3串联后接地，同时将电阻R2和电阻R3的连接点连接至三端可调分流基准源TL431 的参考极，TL431的阳极接地，其阴极经光耦PCl的输入端、电阻Rl连接至12V支路的输出 端，光耦PCl的输出端1 端子接输入回路的的反馈端子，由其输入回路控制Sl开关的占空 比进而达到稳压调整的目的，从而通过该采样反馈回路对12V输出支路进行精确控制，同 时对24V输出支路也进行一次调整。在24V所在的输出支路还连接有一稳压调整回路，所述稳压调整回路由调整管和 采样稳压环路构成，其中，调整管由N沟道增强型场效应管Ql及其偏置电路构成。场效应 管Ql的漏极为输出端，其与二极管Dl的负极相连；场效应管Ql的源极作为输出端，其连接 该支路对应的负载；场效应管Ql的栅极连接偏置电路。偏置电路用于为场效应管Ql工作 提供合适的偏置电压，其包括一第二二极管D3、第四电阻R4、第五电阻R6和第二电容C3，其 中，第二二极管D3的阳极与变压器Tl的次级绕组连接，其阴极通过第四电阻R4串联相互 并联的第五电阻R6和第二电容C3后接地，第四电阻R4与第五电阻R6的连接端与场效应 管Ql的栅极相连。采样稳压环路用于对MV输出支路的输出进行采样反馈，其采集场效应管Ql源极 的输出的电压变化并根据采集的电压变化调整场效应管Ql栅极的电压，所述场效应管Ql 根据栅极电压的变化调整源极的输出，从而稳定源极的输出电压在MV。所述采样稳压环路包括第一电阻R8、第二电阻R9、第三电阻R7、三端可调分流基 准源IC2和第一二极管D4，其中，第一电阻R8的一端与场效应管Ql的源极和第一二极管 D4的正极相连，另一端与第二电阻R9的一端及三端可调分流基准源IC2的参考极R相连， 三端可调分流基准源IC2的阳极A和第二电阻R9的另一端接地，三端可调分流基准源IC2 的阴极K通过一第三电阻绕与第一二极管D4的负极和场效应管Ql的栅极相连。在三端可 调分流基准源IC2的参考和阴极之间还并联有一第四电容C4。C4作为IC2的工作补偿电 容，用于减小输出噪声。在本具体实施例中，三端可调分流基准源IC2为TL431，当然，也可以用其它三端 可调分流基准源取代TL431，也可以用同样功能的其它元件取代三端可调分流基准源。该电路的工作原理为由于12V输出支路的采样反馈回路只对其中一组比较重要 的12V输出支路进行取样反馈，由其输入回路控制Sl开关的占空比进而达到稳压调整的目 的，从而无论其它输出支路负载怎么变化，12V输出支路不会随之发生波动，通过该采样反 馈回路对12V输出支路进行精确控制，同时又对24V输出支路也进行一次调整。但在12V输出支路的负载比较重的情况下其它支路一定会漂高，此时，通过24V输出支路上的稳压 调整回路来对24V输出支路的输出进行二次精确调整。具体到本实施例其工作原理如下 在电路开始工作时，由第二二极管D3支路经过第四电阻R4、第五电阻R6给场效应管Ql栅 极提供开通信号，一旦场效应管Ql导通，采样稳压环路开始工作，通过第一电阻R8、第二电 阻R9对场效应管Ql的源极即24V支路进行取样，再经由TL431控制场效应管Ql的栅极电 压，使得输出变得精准可控。可描述为24V丨一Vr9丨一Iic2丨一Vqlg丨一MV丨，其中 Vr9为电阻R9两端的电压，Iic2为流经IC2 K极至A极的电流，Vqlg为Ql栅极电压，箭头 、丨分别表示增大、减小。第一二极管D4的作用是为场效应管Ql的栅极在通电工作后提 供导通电压，同时防止偏置电路第二二极管D3支路电流流入采样稳压环路。在需要要对输出24V或其它支路进行开关控制，只需要在电路中第二二极管D3至 第四电阻R4间或其它支路相同功能元件间增加控制开关即可实现。实施例二
请参见图3，该实施例与实施例一基本相同，其与实施例一的区别在于输出端连接了两 路以上的输出支路，同样在其中一个支路连接采样反馈回路至输入回路，其余输出支路均 分别连接有一调整该支路输出的稳压调整回路。该实施例的工作原理与实施例一相同，在 此不再赘述。当然，上述实施例中的调整管均为场效应管，但是，也可用其它具有相同功能的元 件替代，如用三极管替代等。本发明通过对多路输出开关电源电路的一个输出支路通过采样反馈回路与输入 回路连接，将该输出支路的输出电压反馈至输入回路，从而控制各输出支路的电压；同时， 其余输出支路分别连接一稳压调整回路，根据其对应的输出支路的输出电压变化调整并稳 定其对应的输出支路的输出电压。从而通过多路输出的一个输出支路的输出端的采样反 馈调整所有输出支路的输出电压，实现对该输出支路进行精确调整的同时对其余输出支路 进行一次调整。同时，通过其余输出支路的稳压调整回路对其余输出支路的二次调整，对各 其余输出支路的输出电压进行精确控制，不需要在支路中加死负载来平衡各输出支路的负 载，相比现有技术，不仅减少了死负载的成本，节约了电能，提高了电源电路的整体效率。本发明与现有技术多路输出开关电源电路相比，实现了通过一个开关电路产生更 多路(3路或以上)输出精准稳压的可能性，并在每一输出支路设置控制其连通/断开的控 制开关时，能够独立控制每一输出支路的开关状态，为后端用电设备提供良好的供电保障。应用本发明多路输出开关电源电路可构成开关电源以及具有该多路输出开关电 源电路的装置。如，本发明可直接应用于LED及LCD产品当中，最佳效果是应用于采用反激 式多路输出电源的LED及LCD产品中，可以通过同一开关电路实现多路输出，其优异的多路 输出稳压效果是其它反激式电路所不能比的，它可为主板等用电设备提供良好的保障，相 对成本大幅降低，同时可靠性比较高，提升产品品质的同时节约大量成本。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种多路输出开关电源电路，包括输入回路、变压器和至少两输出支路，输入回路的 输出端与变压器的初级绕组连接，输出支路的输入端与变压器的次级绕组连接，其中一个 输出支路的输出端通过一采样反馈电路与输入回路连接，所述采样反馈电路采集该输出支 路的输出端电压并反馈到输入回路，输入回路根据所述反馈调整所有输出支路的输出，其 特征在于所述多路输出开关电源电路还包括与其余输出支路分别一一对应连接的稳压调 整回路，所述各稳压调整回路根据其对应的输出支路的输出电压变化调整并稳定其对应的 输出支路的输出电压。
2.根据权利要求1所述的多路输出开关电源电路，其特征在于所述稳压调整回路包 括一调整管和采样稳压环路，所述调整管的输入端与输出支路的输出端相连，调整管的输 出端与采样稳压环路的输入端连接，调整管的控制端与采样稳压环路的输出端连接，所述 采样稳压环路采集调整管输出端的电压变化并根据采集的电压变化调整调整管的控制端 的电压，所述调整管的输出端根据控制端电压的变化而调整并稳定调整管的输出端电压。
3.根据权利要求2所述的多路输出开关电源电路，其特征在于所述采样稳压环路包 括第一电阻、第二电阻、第三电阻、三端可调分流基准源和第一二极管，其中，第一电阻的 一端与调整管的输出端和第一二极管的正极相连，另一端与第二电阻的一端及三端可调分 流基准源的参考极相连，三端可调分流基准源的阳极和第二电阻的另一端接地，三端可调 分流基准源的阴极通过第三电阻与第一二极管的负极和调整管的控制端相连。
4.根据权利要求3所述的多路输出开关电源电路，其特征在于所述三端可调分流基 准源为TL431。
5.根据权利要求2所述的多路输出开关电源电路，其特征在于所述调整管为一场效 应管，其控制端连接有一为场效应管提供偏置电压的偏置电路。
6.根据权利要求5所述的多路输出开关电源电路，其特征在于所述场效应管为N沟 道增强型场效应管，其输入端为漏极，输出端为源极，控制端为栅极，所述偏置电路包括第 二二极管、第四电阻、第五电阻和第二电容，其中，第二二极管的阳极与变压器的次级绕组 连接，其阴极通过第四电阻串联相互并联的第五电阻和第二电容后接地，第四电阻与第五 电阻的连接端与场效应管的栅极相连。
7.根据权利要求1所述的多路输出开关电源电路，其特征在于所述开关电源为反激 式多路输出开关电源。
8.根据权利要求1所述的多路输出开关电源电路，其特征在于所述其余输出支路还 设置有控制其连通/断开的控制开关。
9.一种具有权利要求1-8任一项所述的多路输出开关电源电路的开关电源。
10.一种具有权利要求1-8任一项所述的多路输出开关电源电路的装置。
全文摘要
本发明公开了一种多路输出开关电源电路，旨在提供一种可精确控制多路输出支路的开关电源电路，其包括输入回路、变压器和至少两输出支路，输入回路的输出端与变压器的初级绕组连接，输出支路的输入端与变压器的次级绕组连接，其中一个输出支路的输出端通过一采样反馈电路与输入回路连接，所述多路输出开关电源电路还包括与其余输出支路分别一一对应连接的稳压调整回路，所述各稳压调整回路根据其对应的输出支路的输出电压变化调整并稳定其对应的输出支路的输出电压。本发明还公开了一种具有上述多路输出开关电源电路的开关电源和具有上述多路输出开关电源电路的装置。本发明可用于各种电源电路及其装置中。
文档编号H02M7/217GK102130614SQ20111000467
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月11日 优先权日2011年1月11日
发明者袁博 申请人:深圳创维－Rgb电子有限公司