一种次级自调整、单环路精准控制多路输出的DC/DC变换器的制作方法

一种次级自调整、单环路精准控制多路输出的dc/dc变换器
技术领域
1.本实用新型涉及dc/dc变换器技术领域，具体涉及一种单环路精准控制多路输出的dc/dc变换器。


背景技术：

2.目前多路输出dc/dc变换器按输出控制方式主要分为两大类：一类是每个控制芯片控制一路输出，最后组成多路输出。这种方式输出电压精度高，它的缺点是元件数量多占用空间大、每路之间有各自工作频率易产生干扰，如图1所示；另外一类是单个芯片控制其中一路或将多路输出电压看做一个整体，控制整体电压输出。这种方式电路简洁、节省空间，但因控制芯片以主控环路的输出负载变化情况调节输出电压，其余各路应与主控环路负载相匹配的负载，否则可能出现输出电压与理想情况相差极大地情形，甚至使dc/dc变换器无法正常工作或损坏负载电路，因此这种方式适用于输出精度不高、负载基本“平衡”的应用场合。实践中我们也遇到了用户多路负载同时变化，状态不定的情况。在目前模块小型化的趋势下，如何既能解决小体积又能实现不“平衡”负载下高电压精度输出，是一个亟待解决的实际问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是克服背景技术中的缺陷，提供一种次级自调整、单环路精准控制多路输出的dc/dc变换器，该电路是新型单芯片控制多路输出，高精度输出电压解决方案，具有输出电压精度高、元器件简洁、体积小等优点。
4.实现本实用新型目的的技术方案是：一种次级自调整、单环路精准控制多路输出的dc/dc变换器，包括dc/dc变换器输出功率回路，其特征在于，在电压受控输出端vo1+与电压非受控输出端vo2
‑
之间连接两个取样电阻r1和r2；
5.运算放大器op1的同相输入端接两个取样电阻r1和r2的取样电压，运算放大器op1的反相输入端接输出公共端com，运算放大器op1的输出接开关管q1；
6.开关管q1的控制端与运算放大器op1相连，两个功率端接在dc/dc变换器输出功率回路中；
7.开关管q1的控制端与功率端接稳压管dw1，开关管q1的控制端与输出公共端com接电阻r3；
8.运算放大器op1用检测到的输出电压变化量来控制开关管q1实现电压非受控输出端vo2电压稳定。
9.本实用新型电路设计巧妙，通过电阻、运算放大器及开关管等器件精准控制了多路dc/dc变换器非受控输出路的输出电压。
10.本实用新型具有很好的多路输出电压精度，非主受控回路根据输出负载变化情况，自动调整输出电压使其输出电压与主控回路电压始终一致。同时该方案的通用性好，通过简单的参数变化即可实现不同情况下的输出，适用于非对称电压输出的情形，该多路dc/
dc变换器的设计方案通用性好，具有很好的推广空间。
附图说明
11.图1是现有独立控制双路dc/dc变换器控制原理图。
12.图2是本实用新型的原理图。
13.图3是普通跟踪式双路dc/dc变换器原理图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本实用新型做详细描述。
15.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
16.如图2所示，本实用新型提供了一种次级自调整、单环路精准控制双路输出的dc/dc变换器。包括dc/dc变换器输出功率回路，其特征在于，在电压受控输出端vo1+与电压非受控输出端vo2
‑
之间连接两个取样电阻r1和r2；
17.运算放大器op1的同相输入端接两个取样电阻r1和r2的取样电压，运算放大器op1的反相输入端接输出公共端com，运算放大器op1的输出接开关管q1；
18.开关管q1的控制端与运算放大器op1相连，两个功率端接在dc/dc变换器输出功率回路中；
19.开关管q1的控制端与功率端接稳压管dw1，开关管q1的控制端与输出公共端com接电阻r3；
20.运算放大器op1用检测到的输出电压变化量来控制开关管q1实现电压非受控输出端vo2电压稳定。
21.其中vo1为电压受控输出端，通过基准采样电路和光耦将输出的误差信号送回前级的pwm控制器，形成负反馈，调节占空比，稳定输出电压，如不附加额外电路，如图3所示，电压非受控输出端vo2输出电压就会随vo1负载变化而变化。
22.本实用新型在输出vo1+和vo2
‑
之间接取样电阻r1和r2，取样电压与运算放大器op1的同相输入端相连，op1的反相输入端接输出公共端com。op1的输出端接开关管q1，op1用检测到的输出电压变化量来控制q1实现电压非受控输出端vo2电压稳定。
23.具体过程为：r1和r2组成一对分压取样电阻(要求其有较高的精度，阻值精度越高输出电压控制越精确)。op1的同相输入端电压为(vo1+vo2)
×
r2/(r1+r2)。为方便计算以正负对称输出电压为例，如vo1和vo2分别为10v和
‑
10v，并且取r1＝r2。代入得op1的同相输入端电压为零，因op1反相输入端电压与输出公共端相连也为零，该状态下vo2输出电压为稳定的平衡状态。由于dc/dc变换器的vo1为受控输出，输出电压非常稳定，因此只需关注输出vo2。当输出电压vo2增大大于
‑
10v时，运算放大器op1的同相输入端电压为(vo1+vo2)
×
r2/(r1+r2)＞0v。采用瞬时极性分析：此时运算放大器op1同相输入端瞬时极性为“+”，op1的输出瞬时极性为“+”，即开关管q1栅极的瞬时极性为“+”，开关管q1漏极的瞬时极性为
“‑”
，这样形成一个负反馈使vo2减小；同理，当输出电压vo2减小小于
‑
10v时，op1的同相输入端电
压为(vo1+vo2)
×
r2/(r1+r2)＜0v。此时op1的同相输入端瞬时极性为
“‑”
，op1的输出瞬时极性为
“‑”
，开关管q1栅极的瞬时极性为
“‑”
，开关管q1漏极的瞬时极性为“+”。形成一个负反馈使vo2增大。通过上述电路使vo2动态电压稳定在
‑
10v，不因负载状态变化而改变。
24.当输出电压为非对称电压时，可通过改变电阻r1和r2阻值，设置“零”电位点，结合次级匝数调整实现。
25.以上所述，仅仅是本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。


技术特征：
1.一种次级自调整、单环路精准控制多路输出的dc/dc变换器，包括dc/dc变换器输出功率回路，其特征在于，在电压受控输出端vo1+与电压非受控输出端vo2
‑
之间连接两个取样电阻r1和r2；运算放大器op1的同相输入端接两个取样电阻r1和r2的取样电压，运算放大器op1的反相输入端接输出公共端com，运算放大器op1的输出端接开关管q1；开关管q1的控制端与运算放大器op1相连，两个功率端接在dc/dc变换器输出功率回路中；开关管q1的控制端与功率端接稳压管dw1，开关管q1的控制端与输出公共端com接电阻r3；运算放大器op1用检测到的输出电压变化量来控制开关管q1实现电压非受控输出端vo2电压稳定。

技术总结
本实用新型公开了一种次级自调整、单环路精准控制多路输出的DC/DC变换器，在电压受控输出端Vo1+与电压非受控输出端Vo2


技术研发人员：毛国华 展栋 杨路华 王金婵 成越胜 张虹 张馨少 张琪
受保护的技术使用者：陕西华经微电子股份有限公司
技术研发日：2021.04.28
技术公布日：2021/12/7