[發明專利]可自動調整半控制狀態下最小固定輸出電流的DC/DC變換器

在審

• 申請號: 201410563339.2
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104300796A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 毛國華;張登峰;王金嬋;孟曉娟
• 申請（專利權）人: 陜西華經微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 佘文英

技術領域

本發明涉及模擬電子技術DC/DC變換器技術。?

背景技術

現代電子系統的發展趨勢是越來越趨于小型化復雜化，對于其內部供電設備也隨之要求小型化，多部位多層次供電逐漸集中于一個模塊中，多路DC/DC變換器由于其體積小、成本低等特點廣泛應用于小功率的電子設備中。?

傳統的多路DC/DC變換器，采用低電壓大電流的一路作為主回路，對其進行采樣反饋控制，電壓輸出精度很高；其余小電流高電壓輸出作為輔路輸出，輸出電壓受控于變壓器匝比和主回路的占空比，屬于半控制狀態。半控制狀態下的輔路輸出電壓精度不高，隨主回路的負載狀態和本身的負載狀態發生變化，如圖1所示。?

為了解決半控制狀態下的輔路輸出電壓精度不高、調整率較大問題，目前主要的解決方法分有源和無源兩種。?

有源的方法主要是在半控制狀態回路中增加線性穩壓器，如圖2所示。或開關穩壓器，如圖3所示或高頻磁放大器線路，如圖4所示，其優點是電壓精度很高，缺點是電路復雜、可靠性低、元器件占用體積大、成本高、效率低。?

無源一般解決方案1：輸出電壓加權雙路或多路反饋控制，如圖5所示，該方案根據加權原理按照主回路和半控制回路的電壓和功率進行采樣反饋比例分配，使所有回路都能將輸出電壓的變化反饋回PWM控制器中。該方案實際上是將所有回路的電壓穩定度進行折中處理，雖然半控制回路的輸出電壓穩定度有了很大的改善，但主回路的電壓穩定度下降了許多；該方案不會同時改善所有回路輸出電壓的穩定性，或者維持一路的精度和穩定度不變而提高另一路的精度和穩定度。?

無源一般解決方案2：輸出濾波電感的耦合，如圖6所示。輸出濾波電感按輸出電壓的比例作為電感匝比進行繞制，其能改善半控制回路的輸出電壓穩定度的原理是，通過電感耦合使各路的電流變化相互感應，改善電流變化脈動，達到輸出電壓穩定性提高的目的。該方案提高輸出電壓穩定性的效果較小，但沒有增加線路，所以一般配合其他方案進行。?

無源一般解決方案3：變壓器各繞組耦合優化?

對多路輸出的DC/DC變換器，輸出阻抗的大小影響著輸出電壓的變化，而變壓器繞制形成的漏感影響著輸出阻抗，因此，優化變壓器各繞組耦合，可以改善半控制回路中輸出電壓的穩定度。該方案在產品設計調試過程中作為優先要解決的問題，在此基礎上再進行其他解決方案的優化。該方案一般配合其他方案進行。?

無源一般解決方案4：在半控制回路中加假負載，如圖7所示。?

該方案是最簡單的改善半控制回路中輸出電壓穩定度的方法，其?優點是簡單、易操作，缺點是影響效率和半控制狀態下的最小電流固定。?

以上四種無源的解決方案都較為簡單，其優點是電路簡單、可靠性高、體積小、成本低；其缺點是半控制狀態回路中輸出電壓精度較低、調整率較大，適用范圍有限制，受整機負載狀態影響很大，不能實現通用。尤其是現在的電子系統不僅將體積規定的很小，而且一般會將其中一路的精度要求的很高，另一路稍低一點；同時客戶出于使用方便的目的，要求多路DC/DC變換器為“傻瓜型”的，即在不超過產品最大電流的情況下，能適用不同負載下的整機狀態。?

綜上所述，在整機要求小體積、高可靠性、低成本、“傻瓜型”、主路精度很高輔路精度稍差的情況下，有源的方法不適應小體積、低成本等要求；上述無源的方法不適應“傻瓜型”、主路精度很高輔路精度稍差等要求。?

發明內容

本發明的目的就是克服現階段方案的不足，提供一種可自動調整半控制狀態下最小固定電流的DC/DC變換器，該技術方案可以滿足上述的要求。?

本發明的技術方案是：一種可自動調整半控制狀態下最小固定輸出電流的DC/DC變換器，其特征是固定功率電阻(R1)與PNP三極管(T1)的發射極相連接，集電極接到輸出負上，基極接到集成電路TL431(IC1)的陰極上，同時接一限流電阻(R2)到輸出正上，集成電路TL431的陽極接到輸出地上，其基準分別接兩個分壓電阻(R3、?R4)在輸出正負之間，在TL431的基準端和陰極之間接一個電容(C)。?

其中半控制次級回路可以有多個，但至少有一個。?

其中固定功率電阻的位置可以在輸出正和PNP三極管發射極上，也可以在集電極和輸出負上。?

其中固定功率電阻(R1)至少有一個、限流電阻(R2)至少有一個、上分壓電阻(R3)至少有一個，下分壓電阻(R4)至少有一個。?

其中PNP三極管基極上有無電阻都可以。?

本發明具有如下優點：?

優點一：體積小、成本低、可靠性高。?