一種開關(guān)電源反饋電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種開關(guān)電源反饋電路，包括邏輯控制電路、基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)電路；還包括輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路；所述的邏輯控制電路產(chǎn)生控制所述的輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路切換的切換信號和所述的基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)電路所需的相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓信號；所述的輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路均為三型補(bǔ)償環(huán)路。由于采用了輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路，可以實(shí)現(xiàn)減小輸出紋波以及滿足環(huán)路增益裕量與相位裕量的技術(shù)問題。
【專利說明】—種開關(guān)電源反饋電路【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及開關(guān)電源，特別涉及一種開關(guān)電源輸出雙環(huán)路反饋電路，是一種設(shè)置在LLC諧振拓?fù)涓哳l開關(guān)電源寬電壓輸出的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的LLC (邏輯電路控制)諧振拓?fù)涫且环N原邊橋臂MOS管實(shí)現(xiàn)ZVS (ZeroVoltage Switch零電壓開關(guān))，副邊實(shí)現(xiàn)ZCS (Zero Current Switch零電流開關(guān))的軟開關(guān)電路的開關(guān)電源，由于采用了 CPU等智能芯片，實(shí)現(xiàn)了智能控制，因此其效率高，EMI干擾低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是輸入電壓范圍窄，輸出電壓也窄，如果在寬電壓輸出的情況下，至少以下幾個(gè)不良影響:其紋波電壓變化大，環(huán)路增益裕量和相位裕量變化也大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本發(fā)明要解決的是:解決目前傳統(tǒng)的LLC諧振拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開關(guān)電源電路紋波電壓變化大，環(huán)路增益裕量和相位裕量變化大的不足，提供一種開關(guān)電源反饋電路，該電路減小輸出紋波以及滿足環(huán)路增益裕量與相位裕量的技術(shù)問題。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種開關(guān)電源反饋電路，包括邏輯控制電路、基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)電路；還包括輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路；所述的邏輯控制電路產(chǎn)生控制所述的輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路切換的切換信號和所述的基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)電路所需的相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓信號；
[0005]所述的輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路均為三型補(bǔ)償環(huán)路。
[0006]進(jìn)一步的，上述的開關(guān)電源反饋電路中:所述的三型補(bǔ)償環(huán)路包括運(yùn)算放大器U、二極管D、電阻R3、電阻R4、電阻R`5、電阻R6、電阻R7、電容C3、電容C4、電容C5 ；
[0007]所述的運(yùn)算放大器U的異相端接轉(zhuǎn)換控制信號，同相端接高電平、輸出接所述的二極管D的陽極，二極管的陰極接反饋信號Vs ；
[0008]所述的電容C4、電容C5和電阻R4串連，所述的電容C3、電阻R3、電阻R5和電阻R6串連，電容C4和電容C3的另一端接所述的二極管D的陰極，電阻R4和電阻R6另一端相連通過電阻R7接30V電壓，電阻R3和電阻R5連接處與電容C4和電容C5連接處相連；
[0009]電阻R4、電阻R6和電阻R7的連接端為反饋輸出信號。
[0010]進(jìn)一步的，上述的開關(guān)電源反饋電路中:在所述的所述的三型補(bǔ)償環(huán)路中還包括電容Cl、電容C2，所述的電容Cl和電容C2串連，一端接所述的運(yùn)算放大器U的同相端，另一端接高電平，所述的電容Cl和電容C2的連接處接地。
[0011]進(jìn)一步的，上述的開關(guān)電源反饋電路中:在所述的所述的三型補(bǔ)償環(huán)路中還包括電阻R1、電阻R2、電阻R8 ;所述的電阻Rl和電阻R2并聯(lián)在運(yùn)算放大器U的異相端與地之間，運(yùn)算放大器U的異相端通過電阻R8接高電平。
[0012]進(jìn)一步的，上述的開關(guān)電源反饋電路中:所述的邏輯控制電路輸出的邏輯信號Vi通過控制電路接入到所述的運(yùn)算放大器U的異相端；所述的控制電路包括NPN型三極管Q、電阻R8、電阻R9和電容C6 ;邏輯信號Vi通過電阻R8接入三極管Q的基極，三極管Q的基極還通過電阻R9和電容C6組成的并聯(lián)電路接地；三極管Q的集電極接所述的運(yùn)算放大器U的異相端，三極管Q的發(fā)射極接地。
[0013]進(jìn)一步的，上述的開關(guān)電源反饋電路中:所述的基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)電路包括運(yùn)算放大器U18A，濾波器、電阻R81、電阻R82、電阻R83、電阻R238 ；
[0014]所述的邏輯控制電路輸出的基準(zhǔn)電壓信號通過濾波器后接電阻R81社會秩序到運(yùn)算放大器U18A的同相端；運(yùn)算放大器U18A的異相端通過電阻R82接地，同時(shí)通過電阻R83接運(yùn)算放大器U18A的輸出端，在運(yùn)算放大器U18A的輸出端接電阻R238輸出調(diào)節(jié)后的基準(zhǔn)電壓。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是，由于采用了輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路，可以實(shí)現(xiàn)減小輸出紋波以及滿足環(huán)路增益裕量與相位裕量的技術(shù)問題。
[0016]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的原理框圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型的三型補(bǔ)償環(huán)路原理圖。
[0019]圖3是本實(shí)用新型中的邏輯信號輸入電路。
[0020]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的基準(zhǔn)調(diào)節(jié)電路。
[0021]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路原理圖。
[0022]圖6是本實(shí)用新型的邏輯控制電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1，如圖1所示，一種開關(guān)電源反饋電路，包括邏輯控制電路、基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)電路、輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路；邏輯控制電路產(chǎn)生控制輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路切換的切換信號和基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)電路所需的相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓信號。
[0024]輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路均為三型補(bǔ)償環(huán)路。三型補(bǔ)償環(huán)路包括運(yùn)算放大器U、二極管D、電阻R1、電阻R2、電阻R8、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5 ;如圖2所示。
[0025]運(yùn)算放大器U的異相端接轉(zhuǎn)換控制信號，同相端接高電平、輸出接所述的二極管D的陽極，二極管的陰極接反饋信號Vs ;電容C4、電容C5和電阻R4串連，所述的電容C3、電阻R3、電阻R5和電阻R6串連，電容C4和電容C3的另一端接所述的二極管D的陰極，電阻R4和電阻R6另一端相連通過電阻R7接30V電壓，電阻R3和電阻R5連接處與電容C4和電容C5連接處相連；電阻R4、電阻R6和電阻R7的連接端為反饋輸出信號。電容Cl和電容C2串連，一端接所述的運(yùn)算放大器U的同相端，另一端接高電平，電容Cl和電容C2的連接處接地。電阻Rl和電阻R2并聯(lián)在運(yùn)算放大器U的異相端與地之間，運(yùn)算放大器U的異相端通過電阻R8接高電平。
[0026]另外，邏輯控制電路輸出的邏輯信號Vi通過控制電路接入到所述的運(yùn)算放大器U的異相端；控制電路包括NPN型三極管Q、電阻R8、電阻R9和電容C6 ;如圖3所示，邏輯信號Vi通過電阻R8接入三極管Q的基極，三極管Q的基極還通過電阻R9和電容C6組成的并聯(lián)電路接地；三極管Q的集電極接所述的運(yùn)算放大器U的異相端，三極管Q的發(fā)射極接地。
[0027]如圖4所示是基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)電路包括運(yùn)算放大器U18A，濾波器、電阻R81、電阻R82、電阻R83、電阻R238 ;邏輯控制電路輸出的基準(zhǔn)電壓信號通過濾波器后接電阻R81社會秩序到運(yùn)算放大器U18A的同相端；運(yùn)算放大器U18A的異相端通過電阻R82接地，同時(shí)通過電阻R83接運(yùn)算放大器U18A的輸出端，在運(yùn)算放大器U18A的輸出端接電阻R238輸出調(diào)節(jié)后的基準(zhǔn)電壓(ADJ)，它輸出到UllA和UllB運(yùn)算放大器的正極。
[0028]如圖5是本實(shí)施例的一個(gè)輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路的具體電路。其中
[0029]輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路包括電阻R55，電阻181，電容C165，NPN三極管Q17、單運(yùn)算放大器U11B，二極管D16，電容C150，電阻R254，電容C189，電容C188，電阻R239，電阻R252，電阻R253，電阻R258，電阻R259組成。
[0030]輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路包括電阻R56，電阻R184，電容C166，NPN三極管Q21，單運(yùn)算放大器U11A，二極管D18，電阻R161，電容C89，電容C71，電容C69，電阻R129，電阻R158,電阻R160,電阻R159,電阻R157。
[0031]上面兩個(gè)電路結(jié)構(gòu)基本相同，都是一種傳統(tǒng)的三型補(bǔ)償環(huán)路，與圖2所示的電路相同。
[0032]上面圖5中，運(yùn)算放大器Ul IA和Ul IB以及反饋光耦的穩(wěn)定的供電電源Vs是外加穩(wěn)壓電源；光耦部分的作用通過運(yùn)算放大器的電平低于VS使光耦有電流通過，光耦內(nèi)部發(fā)光二極管發(fā)光，通過光耦的CTR傳輸比得到光耦的集電極和發(fā)射極之間有電流經(jīng)過，COMP根據(jù)不同的電壓調(diào)節(jié)不同的開關(guān)頻率，電源輸出同樣負(fù)載，不同開關(guān)頻率，輸出電壓不一樣。穩(wěn)定的輸出電壓，穩(wěn)定的負(fù)載，UllA和UllB電平穩(wěn)定，經(jīng)過光耦使COMP也就得到穩(wěn)定的電壓，從而電源開關(guān)頻率也就穩(wěn)，+30V是電源輸出電壓反饋信號。
[0033]本實(shí)施例中，根據(jù)后臺調(diào)節(jié)命令，CPU通過2腳和4腳發(fā)出高低電平控制UllB的6腳和UllA的2腳如圖6所示，當(dāng)CPU的2腳高電平和4腳低電平的時(shí)候，三極管Q21導(dǎo)通，Q17截止，使UllB的7腳電平低于VS，D16導(dǎo)通，使UllB運(yùn)算放大器參與電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋，而Ul IA中的I腳電平與VS電平相等，D18反向截止，使Ul IA運(yùn)算放大器不參與電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋，相反，CPU的2腳低電平和4腳高電平的時(shí)候，三極管Q21截止，Q17導(dǎo)通，使UllA中的I腳低于VS，D18導(dǎo)通，使UllA運(yùn)算放大器參與電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋，而使UllB的7腳電平與VS電平相等，D16反向截止不參與電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋。
[0034]其工作過程簡述如下:
[0035]在寬輸出電壓的情況下，把整個(gè)輸出電壓分為輸出高電壓段和輸出低電壓段，能在兩個(gè)環(huán)路當(dāng)中的每一個(gè)電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋都能滿足紋波與環(huán)路增益裕量和相位裕量要求的電壓點(diǎn)作為輸出高壓段和輸出低壓段的臨界點(diǎn)A±B% *A，當(dāng)后臺命令從輸出電壓高電壓段往輸出低電壓段調(diào)節(jié)時(shí)，大于A-B% *A為輸出電壓高壓段，小于A-B% *A為輸出電壓低壓段，當(dāng)后臺命令從輸出電壓低壓段往輸出電壓高壓段調(diào)節(jié)時(shí)，大于A+B% *A為輸出電壓高壓段，低于A+B% *A為輸出電壓低壓段，也就是利用土*A作為輸出電壓高壓段和輸出電壓低壓段切換的回差，在后臺電壓調(diào)節(jié)時(shí)，如果調(diào)節(jié)同在輸出電壓高壓段或者是同在輸出電壓低壓段時(shí)，只需讓一個(gè)電壓反饋補(bǔ)償環(huán)路參與，在本電路中，在輸出電壓低壓段內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓時(shí)，CPU的4腳出低電平，CPU的2腳出高電平，三極管Q21截止，Q17導(dǎo)通，使Ul IA中的I腳電平低于VS電平，D18導(dǎo)通，使Ul IA運(yùn)算放大器參與電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋，而使UllB的7腳電平與VS電平相等，D16反向截止，UllB不參與電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋，CPU的35腳通過改變PWM的方式調(diào)節(jié)所希望的基準(zhǔn)電壓，在輸出電壓高壓段內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓時(shí)，CPU的4腳出高電平，CPU的2腳出低電平，三極管Q21導(dǎo)通，Q17截止，使UllA中的I腳電平與VS電平相等，D18反向截止，UlIA不參與電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋，而使UlIB的7腳電平低于VS電平，D16導(dǎo)通，使UllB運(yùn)算放大器參與電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋，CPU的35腳通過改變PWM的方式調(diào)節(jié)所希望的基準(zhǔn)電壓，也就是說在同一電壓段調(diào)節(jié)輸出電壓時(shí)，CPU只需改變基準(zhǔn)，其他控制運(yùn)算放大器的邏輯電平保持不變。在輸出電壓高壓段往輸出電壓低壓段切換時(shí)，先CPU的35腳通過改變PWM的方式調(diào)節(jié)所希望的基準(zhǔn)電壓，再CPU的4腳由高電平變低電平，三極管Q17截止，UllB的7腳電平低于VS電平，而使D16導(dǎo)通，使UllB運(yùn)算放大器也參與輸出電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋，最后CPU的2腳由低電平變高電平，三極管Q21導(dǎo)通，UlIA的I腳電平與VS電平相等，而使D18反向截止，此時(shí)UllA退出輸出電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋；當(dāng)輸出電壓低壓段往輸出電壓高壓段切換時(shí)，先CPU的35腳通過改變PWM的方式調(diào)節(jié)所希望的基準(zhǔn)電壓，再CPU的2腳由高電平變低電平，三極管Q21截止，Ul IA的I腳電平低于VS電平，而使D18導(dǎo)通，使UlIA運(yùn)算放大器也參與輸出電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋，最后CPU的4腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，三極管Q17導(dǎo)通，UllB的7腳電平與VS電平相等，而使D16反向截止，此時(shí)UllB退出輸出電壓環(huán)路補(bǔ)償反饋。在運(yùn)算放大器UllA與UllB分別組成的三型補(bǔ)償環(huán)路與傳統(tǒng)的三型補(bǔ)償環(huán)路是一樣的，可以通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)響應(yīng)速度改變輸出電壓的紋波，在這里不再敘述。
[0036]針對LLC諧振拓?fù)鋵掚妷狠斎雽捿敵鲭妷?，在LLC諧振拓?fù)淝耙患壙梢约右粋€(gè)BOOST升壓電路，這樣可以滿足寬電壓輸入，對應(yīng)不同輸出電壓，CPU根據(jù)不同的輸出電壓通過光耦調(diào)節(jié)原邊的BOOST電路的輸出電壓，這樣改變LLC諧振拓?fù)涞妮斎腚妷?，對于固定變壓器匝比的情況下，也可以改善環(huán)路增益和環(huán)路相位，另外，這樣也可以拓展成多個(gè)電壓反饋補(bǔ)償電路，使每個(gè)電壓反饋補(bǔ)償電路應(yīng)用于比較窄的輸出電壓段，更加容易滿足輸出電壓紋波和環(huán)路增益裕量和環(huán)路相位裕量。
[0037]綜上所述，本實(shí)用新型開關(guān)電源輸出雙環(huán)路反饋控制技術(shù)電路，采用了安全設(shè)計(jì)和編程設(shè)計(jì)，提高了 LLC諧振電源寬電壓輸出電源的可靠性，解決了 LLC諧振拓?fù)溟_關(guān)電源寬電壓輸出的紋波與環(huán)路的增益裕量和相位裕量的技術(shù)問題，由于本新型開關(guān)電源輸出雙環(huán)路反饋控制技術(shù)采用了 CPU編程設(shè)計(jì)，外圍器件少，控制非常智能，可實(shí)現(xiàn)輸出電壓上報(bào)后臺、輸出功率上報(bào)后臺、電源溫度上報(bào)后臺、還可以用作輸出電壓檢測及輸出過壓保護(hù)、與后臺通信等功能，體現(xiàn)了本新型開關(guān)電源輸出雙環(huán)路反饋控制技術(shù)電路的實(shí)用性和可靠性，也代表了當(dāng)今開關(guān)電源輸出雙環(huán)路反饋控制技術(shù)的發(fā)展趨勢和前沿技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)電源反饋電路，包括邏輯控制電路、基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)電路；其特征在于:還包括輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路；所述的邏輯控制電路產(chǎn)生控制所述的輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路切換的切換信號和所述的基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)電路所需的相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓信號； 所述的輸出電壓低壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路和輸出電壓高壓段反饋補(bǔ)償環(huán)路均為三型補(bǔ)償環(huán)路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源反饋電路，其特征在于:所述的三型補(bǔ)償環(huán)路包括運(yùn)算放大器U、二極管D、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C3、電容C4、電容C5 ； 所述的運(yùn)算放大器U的異相端接轉(zhuǎn)換控制信號，同相端接高電平、輸出接所述的二極管D的陽極，二極管的陰極接反饋信號Vs ； 所述的電容C4、電容C5和電阻R4串連，所述的電容C3、電阻R3、電阻R5和電阻R6串連，電容C4和電容C3的另一端接所述的二極管D的陰極，電阻R4和電阻R6另一端相連通過電阻R7接30V電壓，電阻R3和電阻R5連接處與電容C4和電容C5連接處相連； 電阻R4、電阻R6和電阻R7的連接端為反饋輸出信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源反饋電路，其特征在于:在所述的所述的三型補(bǔ)償環(huán)路中還包括電容Cl、電容C2，所述的電容Cl和電容C2串連，一端接所述的運(yùn)算放大器U的同相端，另一端接高電平，所述的電容Cl和電容C2的連接處接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源反饋電路，其特征在于:在所述的所述的三型補(bǔ)償環(huán)路中還包括電阻R1、電阻R2、電阻R8 ;所述的電阻Rl和電阻R2并聯(lián)在運(yùn)算放大器U的異相端與地之間，運(yùn)算放大器U的異相端通過電阻R8接高電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一所述的開關(guān)電源反饋電路，其特征在于:所述的邏輯控制電路輸出的邏輯信號Vi通過控制電路接入到所述的運(yùn)算放大器U的異相端；所述的控制電路包括NPN型三極管Q、電阻R8、電阻R9和電容C6 ;邏輯信號Vi通過電阻R8接入三極管Q的基極，三極管Q的基極還通過電阻R9和電容C6組成的并聯(lián)電路接地；三極管Q的集電極接所述的運(yùn)算放大器U的異相端，三極管Q的發(fā)射極接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源反饋電路，其特征在于:所述的基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)電路包括運(yùn)算放大器U18A，濾波器、電阻R81、電阻R82、電阻R83、電阻R238 ； 所述的邏輯控制電路輸出的基準(zhǔn)電壓信號通過濾波器后接電阻R81社會秩序到運(yùn)算放大器U18A的同相端；運(yùn)算放大器U18A的異相端通過電阻R82接地，同時(shí)通過電阻R83接運(yùn)算放大器U18A的輸出端，在運(yùn)算放大器U18A的輸出端接電阻R238輸出調(diào)節(jié)后的基準(zhǔn)電壓。
【文檔編號】H02M1/14GK203674971SQ201320818100
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】劉世清, 蔣中為 申請人:深圳市金威源科技股份有限公司