一种多路输出电压采样反馈电路、方法及开关电源与流程

1.本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及的是一种多路输出电压采样反馈电路、方法及开关电源。


背景技术：

2.对于一个变压器输出多路电压的线路，为了实现多路输出电压良好的交叉调整效果，会对多路输出电压都进行采样和反馈，其中电压纹波要求较高的那一路输出电压反馈量占总反馈量的主要部分，为主输出电压，其余则为次输出电压。在正常工作时，主输出电压与次输出电压均需要进行采样反馈。
3.然而，在待机状态时，通常只需要一路输出电压给负载供电(主输出电压)，但是其余的输出路的电压仍然会参与电压的反馈调节，这样便会产生额外的功耗，从而导致增加了待机功耗。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多路输出电压采样反馈电路、方法及开关电源，以解决现有变压器的多路输出电压采样反馈电路增加了待机功耗的问题。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种多路输出电压采样反馈电路，其包括：第一开关模块、第二开关模块、主反馈采样模块、降压模块、至少一个次反馈采样模块、稳压模块与输出模块；
8.所述第一开关模块接入待机控制信号，并分别与所述第二开关模块、所述主反馈采样模块、所述降压模块以及所述稳压模块连接，所述第一开关模块用于控制所述第二开关模块开启或关闭，以及控制所述主反馈采样模块与所述降压模块的导通与断开；
9.所述第二开关模块分别与所述第一开关模块、所述主反馈采样模块、所述降压模块、所述次反馈采样模块、所述稳压模块以及所述输出模块连接，所述第二开关模块用于控制所述次反馈采样模块与所述稳压模块之间的通断；
10.所述主反馈采样模块用于采集主输出电压；所述次反馈采样模块用于采集次输出电压；
11.所述降压模块接入主输出电压并与所述第一开关模块连接，所述降压模块用于降低所述主输出电压的值；
12.所述输出模块分别与所述主反馈采样模块以及所述稳压模块连接，所述输出模块用于输出采样信号；
13.所述稳压模块分别与所述主反馈采样模块、所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述输出模块连接，所述稳压模块用于稳定所述采样信号的大小。
14.本发明的进一步设置，所述第一开关模块包括：第一电阻、第二电阻、第一三极管
与第二三极管；其中，
15.所述第一电阻的一端接入所述待机控制信号，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端以及所述第一三极管的基极连接；
16.所述第二电阻的另一端接地；
17.所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地；
18.所述第二三极管的集电极分别与所述第二开关模块以及所述降压模块连接，所述第二三极管的发射极分别与所述主反馈采样模块以及所述稳压模块连接。
19.本发明的进一步设置，所述第二开关模块包括：第三三极管；其中，
20.所述第三三极管的基极分别与所述第二三极管的集电极以及所述降压模块连接，所述第三三极管的集电极与所述次反馈采样模块连接，所述第三三极管的发射极分别与所述主反馈采样模块以及所述稳压模块连接。
21.本发明的进一步设置，所述第二开关模块包括：第四三极管与二极管；其中，
22.第四三极管的基极分别与所述第二三极管的集电极以及所述降压模块连接，所述第四三极管的集电极与所述二极管的阴极连接，所述第四三极管的发射极分别与所述主反馈采样模块以及所述稳压模块连接；
23.所述二极管的阳极与所述次反馈采样模块连接。
24.本发明的进一步设置，所述主反馈采样模块包括：第三电阻与第四电阻；其中，
25.所述第三电阻的一端接入主输出电压并与所述输出模块连接，所述第三电阻的另一端分别与所述稳压模块以及所述第四电阻的一端连接；
26.所述第四电阻的另一端接地；
27.所述降压模块包括：第五电阻；其中，
28.所述第五电阻的一端接入主输出电压，所述第五电阻的另一端与所述第二三极管的集电极连接。
29.本发明的进一步设置，所述次反馈采样模块包括：第六电阻；其中，
30.所述第六电阻的一端接入次输出电压，所述第六电阻的另一端与所述第三三极管的集电极连接。
31.本发明的进一步设置，所述输出模块包括：第七电阻、第八电阻与光耦；其中，
32.所述第七电阻的一端接入主输出电压，所述第七电阻的另一端分别与所述光耦的第一脚以及所述第八电阻的一端连接；
33.所述第八电阻的另一端与所述光耦的第二脚连接；
34.所述光耦的第二脚还与所述稳压模块连接，所述光耦的第三脚与控制芯片的接地脚连接，所述光耦的第四脚与控制芯片的反馈脚连接。
35.本发明的进一步设置，所述稳压模块包括：三端稳压器、第九电阻、第一电容与第二电容；其中，
36.所述三端稳压器的阴极与所述光耦的第二脚连接；
37.所述第九电阻与所述第一电容串联后并联在所述三端稳压器的阴极与参考端之间；
38.所述第二电容并联在所述三端稳压器的阴极与参考端之间；
39.所述三端稳压器的阳极接地。
40.基于同样的发明构思，本发明还提供了一种开关电源，其包括控制芯片、用于输出多路输出电压的变压器以及如上述所述的多路输出电压采样反馈电路；其中，
41.所述多路输出电压反馈电路与所述控制芯片连接，用于采集所述变压器输出的多路输出电压；
42.所述控制芯片分别与所述多路输出电压采样反馈电路以及所述变压器连接，用于根据所述多路输出电压反馈电路反馈的采样信号对所述变压器的输出电压的大小进行调节。
43.基于同样的发明构思，本发明还提供了一种应用于上述所述多路输出电压采样反馈电路的多路输出电压采样反馈方法，其包括：
44.当待机控制信号为高电平信号时，第一开关模块控制第二开关模块开启，主反馈采样模块与次反馈采样模块均参与输出电压的反馈采样；
45.当所述待机控制信号为低电平信号时，所述第一开关模块控制所述第二开关模块关闭并连通所述降压模块与所述主反馈采样模块，以在降低主输出电压的同时并断开所述次反馈采样模块。
46.本发明所提供的一种多路输出电压采样反馈电路、方法及开关电源，电路包括：第一开关模块、第二开关模块、主反馈采样模块、降压模块、至少一个次反馈采样模块、稳压模块与输出模块；所述第一开关模块接入待机控制信号，并分别与所述第二开关模块、所述主反馈采样模块、所述降压模块以及所述稳压模块连接，所述第一开关模块用于控制所述第二开关模块开启或关闭，以及控制所述主反馈采样模块与所述降压模块的导通与断开；所述第二开关模块分别与所述第一开关模块、所述主反馈采样模块、所述降压模块、所述次反馈采样模块以及所述稳压模块连接，所述第二开关模块用于控制所述次反馈采样模块与所述稳压模块之间的通断；所述主反馈采样模块用于采集主输出电压；所述次反馈采样模块用于采集次输出电压；所述降压模块与所述第一开关模块连接，所述降压模块接入主输出电压并用于降低所述主输出电压的值；所述输出模块分别与所述主反馈采样模块以及所述稳压模块连接，所述输出模块用于输出采样信号；所述稳压模块分别与所述主反馈采样模块、所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述输出模块连接，所述稳压模块用于稳定所述采样信号的大小。本发明通过在输出模块与第一开关模块之间设置第二开关模块，当待机控制信号为低电平信号时，通过第一开关模块控制第二开关模块断开，降压模块与主反馈采样模块连通，这样，能够在降低主输出电压的同时断开次反馈采样模块，从而断开了非必要的输出电压采样反馈线路，进而能够降低待机功耗。
附图说明
47.为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
48.图1是本发明中多路输出电压采样反馈电路的功能模块架构图。
49.图2是本发明一个实施例中多路输出电压采样反馈电路的电路原理图。
50.图3是本发明中另一个实施例中多路输出电压采样反馈电路的电路原理图。
51.图4是本发明再一实施例中多路输出电压采样反馈电路的电路原理图。
52.图5是本发明中多路输出电压采样反馈方法的流程示意图。
53.附图中各标记：100、第一开关模块；200、第二开关模块；300、主反馈采样模块；400、降压模块；500、次反馈采样模块；600、稳压模块；700、输出模块。
具体实施方式
54.本发明提供一种多路输出电压采样反馈电路、方法及开关电源，其中所述多路输出电压采样反馈电路可以用于开关电源与led驱动电路中。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
55.在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
56.应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
57.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
58.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
59.经发明人研究发现，对于一个变压器输出多路电压的线路，在待机状态时，多路输出电压采样反馈电路会存在较大的待机功耗。为此，现有方案中通过将主输出电压的电压降低到比正常工作时小电压值，次输出电压由于变压匝比匝比的关系也会降低到比正常工作电压低的值，从而使得主输出电压后端的损耗降低，以及使次输出电压后端的采样电路和电容漏电流导致的功耗降低，进而使得产品待机时功耗处于低功耗状态。然而，在待机状态时，通常只需要一路输出电压给负载供电(主输出电压)，但是其余的输出路的电压仍然会参与电压的反馈调节，这样便会使得这些反馈调节路的采样电阻产生额外的功耗，从而导致增加了待机功耗，
60.针对上述技术问题，本发明提供的一种多路输出电压采样反馈电路、方法及开关
电源，通过在输出模块与第一开关模块之间设置第二开关模块，当待机控制信号为低电平信号时，通过第一开关模块控制第二开关模块断开，降压模块与主反馈采样模块连通，这样，能够在降低主输出电压的同时断开次反馈采样模块，从而断开了非必要的输出电压采样反馈回路，进而能够降低待机功耗。
61.请同时参阅图1至图4，本发明提供了一种开关电源的较佳实施例。
62.本发明提供的一种开关电源，其包括控制芯片、用于输出多路输出电压的变压器以及如上述所述的多路输出电压采样反馈电路。其中，所述多路输出电压反馈电路与所述控制芯片连接，用于采集所述变压器输出的多路输出电压；所述控制芯片分别与所述多路输出电压采样反馈电路以及所述变压器连接，用于根据所述多路输出电压反馈电路反馈的采样信号对所述变压器的输出电压的大小进行调节。
63.具体地，所述控制芯片为pwm控制芯片，所述采样信号为多路输出电压根据不同的比例组成的反馈到所述控制芯片的信号，所述控制芯片通过mos管与所述变压器连接，根据所述多路输出电压采样反馈电路反馈的采样信号调节驱动的频率或占空比，从而调节变压器的输出电压的大小。
64.如图1所示，在一些实施例中，所述多路输出电压采样反馈电路，其包括：第一开关模块100、第二开关模块200、主反馈采样模块300、降压模块400、至少一个次反馈采样模块500、稳压模块600与输出模块700。所述第一开关模块100接入待机控制信号，并分别与所述第二开关模块200、所述主反馈采样模块300、所述降压模块400以及所述稳压模块600连接，所述第一开关模块100用于控制所述第二开关模块200开启或关闭，以及控制所述主反馈采样模块300与所述降压模块400的导通与断开；所述第二开关模块200分别与所述第一开关模块100、所述主反馈采样模块300、所述降压模块400、所述次反馈采样模块500以及所述稳压模块600连接，所述第二开关模块200用于控制所述次反馈采样模块500与所述稳压模块600之间的通断；所述主反馈采样模块300用于采集主输出电压；所述次反馈采样模块500用于采集次输出电压；所述降压模块400接入主输出电压并与所述第一开关模块100连接，所述降压模块400用于降低所述主输出电压的值；所述输出模块700分别与所述主反馈采样模块300以及所述稳压模块600连接，所述输出模块700用于输出采样信号；所述稳压模块600分别与所述主反馈采样模块300、所述第一开关模块100、所述第二开关模块200以及所述输出模块700连接，所述稳压模块600用于稳定所述采样信号的大小。
65.具体地，所述主反馈采样模块300采集主输出电压(主反馈电压)，所述次反馈采样模块500采集次输出电压(次反馈电压)，所述主输出电压的反馈量占总反馈量的主要部分，所述次反馈采样模块500的数量根据所述变压器的输出电压路数设置，在产品处于待机状态时，只需要一路输出电压给产品负载供能。所述主反馈采样模块300与所述次反馈采集模块采集的的电压以同一采样信号通过所述输出模块700输出至所述控制芯片。其中，所述稳压模块600起到稳定电压的作用。
66.当所述待机信号为高电平信号时，产品正常工作，所述第一开关模块100根据所述待机控制信号控制所述第二开关模块200打开，所述主反馈采样模块300与所述次反馈采样模块500正常进行采样工作，所述主反馈采样模块300与所述次反馈采样模块500均参与到反馈中，所述降压模块400不参与所述主反馈采样模块300的反馈，各路输出电压处于良好的交叉调整状态。
67.当设备进入待机状态时，所述待机控制信号为低电平，所述第一开关模块100控制所述第二开关模块200断开，所述降压模块400与所述主反馈采样模块300连通，以在降低主输出电压，因变压器的匝比关系，所述次输出电压也会降低，从而可以减少损耗，同时，能够断开所述次反馈采样模块500，从而断开了非必要的输出电压采样反馈回路，使得减少了所述次反馈采样模块500的损耗，进而能够降低待机功耗。
68.请参阅图2，在一些实施例中，所述第一开关模块100包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第一三极管v1与第二三极管v2。其中，所述第一电阻r1的一端接入所述待机控制信号，所述第一电阻r1的另一端与所述第二电阻r2的一端以及所述第一三极管v1的基极连接；所述第二电阻r2的另一端接地；所述第一三极管v1的集电极与所述第二三极管v2的基极连接，所述第一三极管v1的发射极接地；所述第二三极管v2的集电极分别与所述第二开关模块200以及所述降压模块400连接，所述第二三极管v2的发射极分别与所述主反馈采样模块300以及所述稳压模块600连接。
69.进一步地，所述第二开关模块200包括：第三三极管；其中，所述第三三极管的基极分别与所述第二三极管v2的集电极以及所述降压模块400连接，所述第三三极管v3的集电极与所述次反馈采样模块500连接，所述第三三极管的发射极分别与所述主反馈采样模块300以及所述稳压模块600连接。
70.具体地，所述第一三极管v1与所述第二三极管v2均为n型三极管，当所述待机控制信号为高电平信号时，所述第一三极管v1导通，将所述第二三极管v2的基极电压拉低，使得所述第二三极管v2处于关断状态，此时所述第三三极管处于导通状态，所述主反馈采样模块300与所述次反馈采样模块500均正常进行输出电压的反馈工作。
71.当所述待机控制信号为低电平时，所述第一三极管处于关断状态，所述第二三极管v2的基极电压为主输出电压，使得所述第一三极管v1处于导通状态，所述降压模块400与所述主反馈采样模块300之间连通。并且，此时所述第三三极管v3的基极对射极的电压ube等于所述第二三极管v2的集电极对射极电压uce，即ube＝uce，因为所述第二三极管v2的集电极对射极的电压uce小于所述第三三极管的基极对射极导通电压，所以所述第三三极管处于关断状态，所述次反馈采样模块500不参与反馈工作。因此，当设备处于待机状态时，所述次反馈采样模块500不工作，因而可以降低损耗。因所述降压模块400参与了所述主反馈采样模块300的采样，使得使得主输出电压减小，反馈至所述控制芯片的采样信号的电压值减小，从而能够降低主输出电压与次输出电压的电压值，进而能够降低待机功耗。
72.请参阅图1与图2，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述主反馈采样模块300包括：第三电阻r3与第四电阻r4。其中，所述第三电阻r3的一端接入主输出电压并与所述输出模块700连接，所述第三电阻r3的另一端分别与所述稳压模块600以及所述第四电阻r4的一端连接；所述第四电阻r4的另一端接地。
73.进一步地，所述降压模块400包括：第五电阻r5；其中，所述第五电阻r5的一端接入主输出电压，所述第五电阻r5的另一端与所述第二三极管v2的集电极连接。
74.所述次反馈采样模块500包括：第六电阻；其中，所述第六电阻的一端接入次输出电压，所述第六电阻的另一端与所述第三三极管的集电极连接。
75.具体地，当所述待机控制信号为高电平时，设备正常工作，所述第五电阻r5不参与反馈，所述第三电阻r4、第四电阻r4、第六电阻参与到输出电压的反馈中，此时，主输出电压
与次输出电压均处于正常工作电压且均参与到反馈中，变压器的各路输出电压处于良好的交叉调整状态。
76.当所述待机控制信号为低电平时，所述第二三极管v2导通，所述第三开关管v3断开，所述第五电阻r5参与到主输出电压的采样，主输出电压的反馈电阻为所述第三电阻r3与所述第五电阻r5并联后的阻值，所述第六电阻不参与次输出电压的采样，即不对次输出电压进行采样，因而能够关闭部分输出电压的采样反馈线路，同时降低待机输出电压，从而达到降低待机功耗的目的。
77.请继续参阅图1与图2，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述输出模块700包括：第七电阻r7、第八电阻r8与光耦n2；其中，所述第七电阻r7的一端接入主输出电压，所述第七电阻r7的另一端分别与所述光耦n2的第一脚以及所述第八电阻r8的一端连接；所述第八电阻r8的另一端与所述光耦n2的第二脚连接；所述光耦n2的第二脚还与所述稳压模块600连接，所述光耦n2的第三脚与控制芯片的接地脚连接，所述光耦n2的第四脚与控制芯片的反馈脚连接。
78.进一步地，所述稳压模块600包括：三端稳压器n1、第九电阻r9、第一电容c1与第二电容c2。其中，所述三端稳压器n1的阴极与所述光耦n2的第二脚连接；所述第九电阻r9与所述第一电容c1串联后并联在所述三端稳压器n1的阴极与参考端之间；所述第二电容c2并联在所述三端稳压器n1的阴极与参考端之间；所述三端稳压器n1的阳极接地。
79.具体地，所述三端稳压器n1为三端稳压器集成电路，在一种实现方式中，可以采用的三端稳压器型号为tl431，该三端稳压器的第1脚为参考端，第1脚为恒定的电压vref。所述第七电阻r7接入主输出电压，为限流电阻，所述第八电阻r8为分压电阻。其中，所述第九电阻r9、第一电容c1与第二电容c2构成，二阶网络，补偿反馈环路，使得反馈网络具有更高的增益裕度和相位裕度，使得输出更加稳定。
80.当输出电压升高时，经所述第三电阻r3，第六电阻与第四电阻r4，分压后接到三端稳压器n1的参考输入端(内部等效为误差放大器的反向输入端)的电压升高，与三端稳压器n1内部的基准参考电压2.5v作比较，使得三端稳压器n1阴阳极间电压降低，进而所述光耦n2的光耦二极管(1，2脚)的电流变大，于是光耦二极管的集射极动态电阻变小，集射极(3，4脚)间电压变低，也即pwm控制芯片的反馈脚的电平变低。pwm芯片调节开关电路驱动的频率或占空比，从而调节变压器的次级输出电压(主输出电压、次输出电压)的大小。
81.因所述次反馈采样模块500的数量对应变压器的次输出电压的路数，所述第六电阻的数量也对应变压器的次输出电压的路数。
82.示例性地，当次输出电压为两路，那么所述第六电阻可以设置两个，并分别记为电阻r61与电阻r62，电阻r61对第一路次输出电压进行采样，电阻r62对第二路次输出电压进行采样，所述第三三极管也设置有2个，并记为v31与v32，如图2所示。当所述待机控制信号为低电平信号时，三极管v31与三极管v32的基极对射极电压ube等于所述第二三极管的集电极对射极电压uce，即ube＝uce，因为所述第二三极管v2的集电极对射极的电压uce小于所述第三极管的基极对射极导通电压，因而三极管v31与三极管v32处于关断状态，电阻r61与电阻r62均不参与到次输出电压采样反馈工作中，因而能够减少电阻r61与电阻r62的损耗，减少的损耗可以通过以下公式计算：
83.(次输出电压1－vref)2/r61+(次输出电压2－vref)2/r62；
84.可见，当次输出电压的电压较高时，可以减少较多的待机功耗。
85.请参阅图1与图3，在一些实施例中，所述第二开关模块200包括：第四三极管v4与二极管；其中，第四三极管v4的基极分别与所述第二三极管v2的集电极以及所述降压模块400连接，所述第四三极管v4的集电极与所述二极管的阴极连接，所述第四三极管v4的发射极分别与所述主反馈采样模块以及所述稳压模块600连接；所述二极管的阳极与所述次反馈采样模块500连接。
86.具体地，所述次反馈采样模块500可以通过所述二级管与所述第四三极管连接，以在待机时，所述第四三极管v4关断的时候，实现次输出电压采样线路的断开，通过二极管来替代三极管，可以降低电路板布局面积，从而降低成本，如图3所示，将电阻r61与电阻r62分别通过二极管d1与二极管d2来连接。
87.请参阅图4，在一些实施例中，也可以将多个二极管封装在一起形成二极管d3，这样，在输出多路电压时，可以减少器件的使用数量和走线的布局面积，从而降低成本。
88.请参阅图5，在一些实施例中，本发明还提供了一种应用于上述所述多路输出电压采样反馈电路的多路输出电压采样反馈方法，其包括步骤：
89.s100、当待机控制信号为高电平信号时，第一开关模块控制第二开关模块开启，主反馈采样模块与次反馈采样模块均参与输出电压的反馈采样；具体如一种开关电源的实施例所述，在此不再赘述。
90.s200、当所述待机控制信号为低电平信号时，所述第一开关模块控制所述第二开关模块关闭并连通所述降压模块与所述主反馈采样模块，以在降低主输出电压的同时并断开所述次反馈采样模块。具体如一种开关电源的实施例所述，在此不再赘述。
91.综上所述，本发明所提供的一种多路输出电压采样反馈电路、方法及开关电源，过在输出模块与第一开关模块之间设置第二开关模块，当待机控制信号为低电平信号时，通过第一开关模块控制第二开关模块断开，降压模块与主反馈采样模块连通，这样，能够在降低主输出电压的同时断开次反馈采样模块，从而断开了非必要的输出电压采样反馈回路，进而能够降低待机功耗。
92.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。