[發明專利]次級電流采樣的電流型多路輸出DC-DC開關電源

無效

• 申請號: 201010227239.4
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN101895196A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 張懷武;陳鑒宇;龔軍勇;楊青慧;鐘智勇;王興蔚
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M3/24
• 分類號: H02M3/24
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于電子技術領域，涉及電流型DC/DC開關電源，尤其是電流采樣的電流型多路輸出DC-DC開關電源。

背景技術

開關電源因其中晶體管工作于交替導通和關閉狀態起到類似于器械開關的作用而得名。控制晶體管開關的信號通常采用脈寬調制信號(PWM)。DC-DC開關電源按照開關管導通關閉的時間比例將初級輸入電源的能量按該比例傳送到變壓器次級，再通過整流續流電路和輸出濾波電路得到平整的直流電壓輸出，而PWM信號的占空比直接控制開關管導通關閉的時間比例。

PWM信號是通過將采樣直流輸出電壓信號Vea和三角波信號Vst比較獲得的。在電壓型開關電源中，三角波信號Vst由專門的三角波發生電路產生；而在電流型開關電源中，三角波信號Vst則是通過對功率電流采樣得到的。相對于電壓型DC-DC開關電源，電流型DC-DC開關電源具有以下優點：1、能夠對輸入電壓的變化及時響應；2、反饋回路較為簡單；3、能夠防止推挽變換器偏磁問題。

在電流型DC-DC開關電源中，如何更好的對輸出電流進行電流采樣是關鍵技術問題。目前，電流型開關電源多采用下圖所示的初級電流采樣結構。圖中包含兩路輸出Vo1和Vo2，其中Vo1是進行電壓采樣的主路輸出。

初級電流采樣結構簡單直觀，在次級只有一路輸出的情況下能夠實現較為準確的電流采樣。但是在如圖2所示的電源結構中有兩大因素影響電流采樣的準確性：

1、多路輸出電源只能對一路輸出(即主路Vo1)進行電壓采樣和PWM控制，因此電流采樣必須精確采樣Vo1的電流才能得到準確的PWM控制信號。而圖2所示在初級電流采樣的方式混入了Vo2這路輸出的電流成分，極大的影響了Vo1電流采樣的準確性。

2、在初級進行電流采樣會混入變壓器T1的初級勵磁電流的成分，影響電流采樣準確性。這種問題在變壓器初級勵磁電感較小、需要較大勵磁電流的情況下更加嚴重。

發明內容

為了克服初級電流采樣不準確的問題，本發明提供了一種次級電流采樣的電流型多路輸出DC-DC開關電源，能夠進行準確的電流采樣，避免了變壓器初級勵磁電流和其它輸出電流對主路電流采樣的影響。

本發明技術方案如下：

次級電流采樣的電流型多路輸出DC-DC開關電源，如圖3所示，包括直流輸入電源、輸入電容C1、主變壓器T1、主變壓器T1初級側開關電路、輸出電路、電壓采樣電路、光耦反饋電路、PWM控制器以及電流采樣電路。直流輸入電源對輸入電容C1進行充電，輸入電容C1的放電電流輸入到主變壓器T1的初級同名端；主變壓器T1的初級異名端通過主變壓器T1初級側開關電路接地；主變壓器T1次級至少包括兩個繞組，每個繞組連接一個輸出電路；所述輸出電路由整流續流電路和輸出濾波電路組成；其中一路輸出電路的輸出電壓經電壓采樣電路采樣，并經光耦反饋電路將電壓采樣信號Vea輸入到PWM控制器的一個輸入端；在被電壓采樣電路采樣的同一路輸出電路的整流續流電路和與該輸出電路相連的主變壓器T1的次級繞組之間還串聯了一個耦合變壓器T2，所述電流采樣電路在耦合變壓器T2的次級對耦合電流進行采樣，電流采樣電路的電流采樣信號Vst輸入到PWM控制器的另一個輸入端，PWM控制器的驅動輸出信號輸入到主變壓器T1初級側開關電路的控制端，以控制主變壓器T1初級側開關電路的通斷。

本發明提供的次級電流采樣的電流型多路輸出DC-DC開關電源，由于其中電壓采樣電路和電流采樣電路是針對同一路輸出電路進行電壓采樣和電流采樣，這樣所得的電流采樣信號Vst完全不受其它路輸出電流和變壓器T1初級勵磁電流的影響，實現了對同一輸出電路輸出電流的精確采樣；同時采樣耦合變壓器T2還保證了電源的初次級相互隔離。

附圖說明

圖1所示的是DC-DC開關電源中，電壓采樣信號Vea、電流采樣信號Vst和PWM控制信號Vpwm的時序圖。

圖2所示的是常規初級電流采樣的多路輸出DC-DC開關電源電路結構。

圖3所示的是本發明提供的次級電流采樣的多路輸出DC-DC開關電源電路結構。

具體實施方式

次級電流采樣的電流型多路輸出DC-DC開關電源，如圖3所示，包括直流輸入電源、輸入電容C1、主變壓器T1、主變壓器T1初級側開關電路、輸出電路、電壓采樣電路、光耦反饋電路、PWM控制器以及電流采樣電路。直流輸入電源對輸入電容C1進行充電，輸入電容C1的放電電流輸入到主變壓器T1的初級同名端；主變壓器T1的初級異名端通過主變壓器T1初級側開關電路接地；主變壓器T1次級至少包括兩個繞組，每個繞組連接一個輸出電路；所述輸出電路由整流續流電路和輸出濾波電路組成；其中一路輸出電路的輸出電壓經電壓采樣電路采樣，并經光耦反饋電路將電壓采樣信號Vea輸入到PWM控制器的一個輸入端；在被電壓采樣電路采樣的同一路輸出電路的整流續流電路和與該輸出電路相連的主變壓器T1的次級繞組之間還串聯了一個耦合變壓器T2，所述電流采樣電路在耦合變壓器T2的次級對耦合電流進行采樣，電流采樣電路的電流采樣信號Vst輸入到PWM控制器的另一個輸入端，PWM控制器的驅動輸出信號輸入到主變壓器T1初級側開關電路的控制端，以控制主變壓器T1初級側開關電路的通斷。