專利名稱：一種新型的多路輸出電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種多路輸出電路，具體地說，涉及一種使用同步整流的多路輸出電路。
背景技術：
目前，多路輸出的DC/DC電源模塊正得到越來越廣泛的應用。采用的電路拓撲主要包括正激變換器+Buck變換器(Forward+Buck)，正激變換器+磁放大器(Forward+Magamp)，以及采用副邊后調節器(Secongdary Side PostRegulators)。一種常用的拓撲如圖1。該電路有效率高、開關頻率可以做到很高、體積小等優點。但是，該電路拓撲也有如下缺點當主路輸出電壓Vo1負載輕載情況和電路處于不連續導電模式時，由于主路負載濾波電容沒有放電回路，導致原邊主功率開關管脈沖丟失，從而導致副路Vox負載的帶載能力不足。這不能滿足多路輸出拓撲的應用要求。
發明內容
本發明的目的是針對一般多路輸出電路的副路輸出負載帶載能力不足而提供的一種技術方案。
為實現上述目的，本發明提出的多路輸出電路包括第一脈寬調制器PWM1、第二脈寬調制器PWM2、第一驅動電路1、第二驅動電路2、隔離電路、變壓器T1、功率開關管Q1、主輸出電路和至少一路副輸出電路，變壓器初級繞組與功率開關管Q1串聯在輸入電壓和地之間，變壓器的次級繞組連接主輸出電路和副輸出電路，主輸出電路和副輸出電路中包括有整流電路，其特征在于所述主輸出電路中的整流電路為同步整流電路。
所述同步整流電路包括同步整流場效應管Q11、同步續流場效應管Q12。所述主輸出電路還包括有濾波電路，所述濾波電路包括輸出濾波電感Lo1和輸出濾波電容Co1。同步整流場效應管Q11的源極與變壓器的次級繞組的輸入電壓Vin的同名端相連，柵極與第一驅動電路1相連，漏極與同步續流場效應管Q12的漏極相連，同步續流場效應管Q12的柵極與第一驅動電路1相連，源極與變壓器的次級繞組的輸入電壓Vin的異名端相連并接地，輸出濾波電感Lo1的一端與同步整流場效應管Q11的漏極、同步續流場效應管Q12的漏極相連，另一端與輸出濾波電容Co1的一端相連，輸出濾波電容Co1的另一端接地。
所述副輸出電路包括一路或多路，每路包括防止電流反向流過變壓器的功率管、同步整流場效應管Qx2、續流功率管、輸出濾波電感Lox和輸出濾波電容Cox，防止電流反向的功率管一端與變壓器的次級繞組的輸入電壓Vin的同名端相連，另有一端與同步整流場效應管Qx2的漏極相連，同步整流場效應管Qx2的柵極與第二驅動電路2相連，源極與續流功率管的一端相連接，續流功率管另有一端與變壓器的次級繞組的輸入電壓Vin的異名端相連并接地，輸出濾波電感Lox的一端與同步整流場效應管Qx2的源極、續流功率管的一端相連，另一端與輸出濾波電容Cox的一端相連，輸出濾波電容Cox的另一端接地。
所述副輸出電路中的防止電流反向流過變壓器的功率管可以是二極管，也可以是場效應管，續流功率管可以是二極管，也可以是場效應管。
所述多路輸出中主輸出電路的第一驅動電路1的控制信號來自第一脈寬調制器PWM1，副輸出電路的第二驅動電路2的控制信號來自第二脈寬調制器PWM2。第一脈寬調制器PWM1與第二脈寬調制器PWM2同步或第一脈寬調制器PWM1與第二脈寬調制器PWM2是同一個脈寬調制器的兩個輸出端。
各路輸出采用的變壓器的次級繞組可以共用一個繞組，也可以有多個繞組，每個次級繞組的匝比可以相同，也可以不同。
主路輸出電壓的控制芯片既可以放在原邊控制，也可以放在副邊控制，當把主路輸出電壓的控制芯片放在原邊時，是原邊控制方式；如果把主路輸出電壓的控制芯片放在副邊，則屬于副邊控制方式。在本發明中，副邊的反饋信號最終都會來控制原邊開關管的開通和關斷，而原副邊之間的聯系是通過隔離電路。
本發明的有益效果是(1)解決了副輸出電路輸出帶載能力不足的問題。由于采用開關管Q12作為續流管，當主輸出電路輸出處于輕載或不連續導電模式時，電容Co1可以通過電感Lo1、場效應管Q12形成放電回路，因此不會造成原邊場效應管驅動丟波現象的發生，這樣可以保證即使在主輸出電路輕載的時候，原邊主功率管的占空比也足夠大，從而保證副輸出電路輸出的帶重載能力。
(2)由于采用了同步整流管代替二極管續流，而同步整流管的損耗大大低于使用二極管，從而極大地提高了整個電路效率，滿足了目前低壓大電流應用的要求。
(3)此電路拓撲既適用于主輸出電路和副輸出電路輸出共地的使用要求，也可用于主輸出電路和副輸出電路輸出不共地使用的要求。各路輸出既可以采用不同的變壓器匝比，也可以采用相同的變壓器繞組來簡化變壓器的設計和繞制，方式比較靈活。
本發明的特征及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
圖1表示現有技術中的多路輸出電路。
圖2表示本發明的使用同步整流的多路輸出電路。
圖3表示本發明第一個實施例的電路。
圖4表示本發明第二個實施例的電路。
圖5表示本發明第三個實施例的電路。
圖6表示本發明第四個實施例的電路。
圖7表示本發明第五個實施例的電路。
具體實施例方式
如圖3所示的本發明一種具體實施電路，包括第一脈寬調制器PWM1、第二脈寬調制器PWM2、第一驅動電路1、第二驅動電路2、隔離電路、變壓器T1、功率開關管Q1、主輸出電路和至少一路副輸出電路，變壓器初級繞組與功率開關管Q1串聯在輸入電壓和地之間，變壓器的次級繞組連接主輸出電路和副輸出電路，主輸出電路和副輸出電路中包括有整流電路，所述主輸出電路中的整流電路為同步整流電路，所述同步整流電路包括同步整流場效應管Q11、同步續流場效應管Q12。所述主輸出電路還包括有濾波電路，所述濾波電路包括輸出濾波電感Lo1和輸出濾波電容Co1。同步整流場效應管Q11的源極與變壓器的次級繞組的輸入電壓Vin的同名端相連(上述同步整流場效應管Q11的源極也可與變壓器的次級繞組的輸入電壓Vin的異名端相連，這是顯而易見的。)，柵極與第一驅動電路1相連，漏極與同步續流場效應管Q12的漏極相連，同步續流場效應管Q12的柵極與第一驅動電路1相連，源極與變壓器的次級繞組的輸入電壓Vin的異名端相連并接地，第一驅動電路1與第一脈寬調制器PWM1相連，輸出濾波電感Lo1的一端與同步整流場效應管Q11的漏極、同步續流場效應管Q12的漏極相連，另一端與輸出濾波電容Co1的一端相連，輸出濾波電容Co1的另一端接地，輸出濾波電容Co1的兩端作為輸出端。所述副輸出電路包括一路或多路，每路包括防止電流反向流過變壓器的場效應管Qx1、同步整流場效應管Qx2、續流場效應管Qx3、輸出濾波電感Lox和輸出濾波電容Cox，場效應管Qx1，防止電流反向的場效應管Qx1的源極與變壓器的次級繞組的輸入電壓Vin的同名端相連，柵極接第二驅動電路2，漏極與同步整流場效應管Qx2的漏極相連，同步整流場效應管Qx2的柵極與第二驅動電路2相連，源極與同步續流場效應管Qx3的漏極相連接，同步續流場效應管Qx3柵極與第二驅動電路2相連，源極與變壓器的次級繞組的輸入電壓Vin的異名端相連并接地。輸出濾波電感Lox的一端與同步整流場效應管Qx2的源極、同步續流場效應管Qx3的漏極相連，另一端與輸出濾波電容Cox的一端相連，輸出濾波電容Cox的另一端接地，輸出濾波電容Cox的兩端作為輸出端。所述第一驅動電路1與第一脈寬調制器PWM1相連，所述第二驅動電路2與第二脈寬調制器PWM2相連，第一脈寬調制器PWM1和第二脈寬調制器PWM2同步。這樣可以有效減少相互間的干擾，抑制EMI。
如圖4所示的本發明第二種具體實施電路，所述副輸出電路中的防止電流反向流過變壓器的功率管為二極管D1，續流功率管為場效應管Qx3，所述二極管D1的正極與變壓器的次級繞組的輸入電壓Vin的同名端相連，負極與同步整流場效應管Qx2的漏極相連，續流功率管為場效應管Qx3的連接方式同第一種具體實施電路。
如圖5所示的本發明第三種具體實施電路，所述副輸出電路中的防止電流反向流過變壓器的功率管為二極管D1，續流功率管為二極管D2，所述二極管D2的正極與變壓器的次級繞組的輸入電壓Vin的異名端相連并接地，負極與同步整流場效應管Qx2的源極相連，所述二極管D1的連接方式同第二種具體實施電路。
如圖6所示的本發明第四種具體實施電路，各路輸出采用相同的變壓器繞組來實現。
如圖7所示的本發明第五種具體實施電路，主路輸出電壓的控制芯片放在副邊控制，原副邊的隔離電路位于第一脈寬調制器PWM1和原邊功率開關管Q1之間。
權利要求
1.一種新型的多路輸出電路，包括第一脈寬調制器(PWM1)、第二脈寬調制器(PWM2)、第一驅動電路(1)、第二驅動電路(2)、隔離電路、變壓器(T1)、功率開關管(Q1)、主輸出電路和至少一路副輸出電路，變壓器初級繞組與功率開關管(Q1)串聯在輸入電壓和地之間，變壓器的次級繞組連接主輸出電路和副輸出電路，主輸出電路和副輸出電路中包括有整流電路，其特征在于所述主輸出電路中的整流電路為同步整流電路。
2.如權利要求1所述的多路輸出電路，其特征在于主輸出電路中還包括濾波電路；所述同步整流電路包括同步整流場效應管(Q11)、同步續流場效應管(Q12)，濾波電路包括輸出濾波電感(Lo1)和輸出濾波電容(Co1)；同步整流場效應管(Q11)的源極與變壓器的次級繞組的輸入電壓(Vin) 的同名端相連，柵極與第一驅動電路(1)相連，漏極與同步續流場效應管(Q12)的漏極相連，同步續流場效應管(Q12)的柵極與第一驅動電路(1)相連，源極與變壓器的次級繞組的輸入電壓(Vin)的異名端相連并接地，輸出濾波電感(Lo1)的一端與同步整流場效應管(Q11)的漏極、同步續流場效應管(Q12)的漏極相連，另一端與輸出濾波電容(Co1)的一端相連，輸出濾波電容(Co1)的另一端接地。
3.如權利要求1所述的多路輸出電路，其特征在于副輸出電路包括一路或多路，每路包括防止電流反向流過變壓器的功率管、同步整流場效應管(Qx2)、續流功率管、輸出濾波電感(Lox)和輸出濾波電容(Cox)，防止電流反向的功率管一端與變壓器的次級繞組的輸入電壓(Vin)的同名端相連，另有一端與同步整流場效應管(Qx2)的漏極相連，同步整流場效應管(Qx2)的柵極與第二驅動電路(2)相連，源極與續流功率管的一端相連接，續流功率管另有一端與變壓器的次級繞組的輸入電壓(Vin)的異名端相連并接地，輸出濾波電感(Lox)的一端與同步整流場效應管(Qx2)的源極、續流功率管的一端相連，另一端與輸出濾波電容(Cox)的一端相連，輸出濾波電容(Cox)的另一端接地。
4.如權利要求3所述的多路輸出電路，其特征在于副輸出電路中的防止電流反向流過變壓器的功率管為場效應管(Qx1)，續流功率管為場效應管(Qx3)，防止電流反向的場效應管(Qx1)的源極與變壓器的次級繞組的輸入電壓(Vin) 的同名端相連，柵極與第二驅動電路(2)相連，漏極與同步整流場效應管(Qx2)的漏極相連，同步續流場效應管(Qx3)的漏極與同步整流場效應管(Qx2)的源極相連，柵極與第二驅動電路(2)相連，源極與變壓器的次級繞組的輸入電壓(Vin) 的異名端相連并接地。
5.如權利要求3所述的多路輸出電路，其特征在于副輸出電路中的防止電流反向流過變壓器的功率管為二極管(D1)，續流功率管為場效應管(Qx3)，所述二極管(D1)的正極與變壓器的次級繞組的輸入電壓(Vin)的同名端相連，負極與同步整流場效應管(Qx2)的漏極相連。
6.如權利要求3所述的多路輸出電路，其特征在于副輸出電路中的防止電流反向流過變壓器的功率管為二極管(D1)，續流功率管為二極管(D2)，所述續流二極管(D2)的正極與變壓器的次級繞組的輸入電壓(Vin)的異名端相連并接地，負極與同步整流場效應管(Qx2)的源極相連。
7.如權利要求1、2、3中任一項所述的多路輸出電路，其特征在于多路輸出中主輸出電路的第一驅動電路(1)的控制信號來自第一脈寬調制器(PWM1)，副輸出電路的第二驅動電路(2)的控制信號來自第二脈寬調制器(PWM2)。
8.如權利要求7所述的多路輸出電路，其特征在于所述的第一脈寬調制器(PWM1)與第二脈寬調制器(PWM2)同步或第一脈寬調制器(PWM1)與第二脈寬調制器(PWM2)是同一個脈寬調制器的兩個輸出端。
9.如權利要求1至3中任一項所述的多路輸出電路，其特征在于各路輸出采用的變壓器的次極繞組共用一個繞組。
10.如權利要求1至3中任一項所述的多路輸出電路，其特征在于各路輸出采用的變壓器的次極繞組有多個，每個次級繞組的匝比相同或不同。
全文摘要
本發明針對一般多路輸出電路的副路輸出負載帶載能力不足的問題，在主輸出電路和副輸出電路中使用整流電路，其中主輸出電路中的整流電路為同步整流電路。當主路輸出處于輕載或不連續導電模式時，輸出濾波電容可以通過輸出濾波電感、場效應開關管形成放電回路，因此不會造成原邊場效應管驅動丟波現象的發生，這樣可以保證即使在主路輕載的時候，原邊主功率管的占空比也足夠大，從而保證副路輸出的帶重載能力，同時，由于采用了同步整流管代替二極管續流，而同步整流管的損耗大大低于使用二極管，從而極大地提高了整個電路效率，滿足了目前低壓大電流應用的要求。
文檔編號H02M3/28GK1487657SQ0313981
公開日2004年4月7日 申請日期2003年7月9日 優先權日2003年7月9日
發明者田龍中, 劉浩 申請人:艾默生網絡能源有限公司