專利名稱：一種開關(guān)電源的磁隔離反饋電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種開關(guān)電源的反饋電路，特別是涉及一種開關(guān)電源的磁隔離反 饋電路。
背景技術(shù)：
隨著空間技術(shù)的發(fā)展，各種電子設(shè)備已經(jīng)被人們廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星、宇宙飛船、 運載火箭、遠程導彈和核武器控制系統(tǒng)中，通過構(gòu)成上述電子設(shè)備的電子元器件對上述電 子設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和信號等進行反饋，以便更好的控制上述電子設(shè)備。但由于電子設(shè)備應(yīng) 用環(huán)境的特殊性，構(gòu)成上述電子設(shè)備的電子元器件也不可避免的要處于空間輻射和核輻射 等強輻射應(yīng)用環(huán)境之中，因此，對電子元器件的抗輻射、抗干擾、可靠性等的要求很高?，F(xiàn)有技術(shù)中主要通過光耦反饋來實現(xiàn)電子信號的反饋和傳輸。由于光耦反饋是以 光為媒介來傳輸電信號，通過光耦反饋的原理我們能夠得知原邊是發(fā)光二極管，副邊為光 電三極管，發(fā)光二極管受溫度影響很大，同時因為利用光進行信號傳播，光本身為電磁波， 空間輻射也是電磁波，所以光電三極管的接收信號容易受輻射等環(huán)境因素影響，整體來說 光耦容易受溫度和輻射的影響。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，在利用磁反 饋電路直接避免了光耦反饋的上述缺點的基礎(chǔ)上，還能帶來輸出精度高、環(huán)路穩(wěn)定性好及 瞬態(tài)特性好的特點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個實施例提供一種開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，包 括誤差放大電路、自振蕩驅(qū)動電路、變壓器、電壓檢測電路和PWM控制器；所述誤差放大電路，用于采集開關(guān)電源的DC-DC功率回路的輸出電壓，將采集的 所述輸出電壓與基準電壓相比較后輸出誤差電壓放大信號；所述誤差放大電路的輸出端連 接所述變壓器原邊繞組的中心抽頭；所述自振蕩驅(qū)動電路的輸入端連接所述誤差電壓放大電路的輸出端，自振蕩驅(qū)動 電路的輸出端連接變壓器的原邊繞組；所述自振蕩驅(qū)動電路用于將所述誤差電壓放大信號 自振蕩后從變壓器的原邊傳遞到變壓器的副邊；所述電壓檢測電路的輸入端連接變壓器的副邊繞組，用于將變壓器副邊繞組感應(yīng) 的所述誤差電壓放大信號檢測出來并輸出給PWM控制器。優(yōu)選地，所述誤差放大電路包括電壓采樣電路、電壓基準電路、電壓比較放大電 路；所述電壓采樣電路包括第一電阻和第二電阻，開關(guān)電源的DC-DC功率回路輸出電 壓端通過依次串聯(lián)的第一電阻和第二電阻接地；其中第二電阻上的電壓作為電壓比較放大 電路中的運算放大器的正輸入端的信號；所述電壓基準電路包括第四電阻、穩(wěn)壓管和第二電容，第四電阻連接在運算放大器的負輸入端與開關(guān)電源的DC-DC功率回路輸出電壓端之間；運算放大器的負輸入端和地 之間接有并聯(lián)的穩(wěn)壓管和第二電容，穩(wěn)壓管的陽極接地，穩(wěn)壓管的陰極接運算放大器的負 輸入端；所述電壓比較放大電路包括第三電容、第五電阻和運算放大器，運算放大器的輸 出端和正輸入端之間接有并聯(lián)的第三電容和第五電阻，第一電阻和第二電阻的共同端連接 運算放大器的正輸入端，所述運算放大器由DC-DC功率回路輸出電壓進行供電。優(yōu)選地，所述自振蕩驅(qū)動電路由第八電阻、第九電阻、第十電阻、第四電容、第五電 容、第六電容、第七電容、第一三極管和第二三極管組成；變壓器的原邊繞組由中心抽頭分為第一繞組和第二繞組；其中第一繞組的同名端通過依次串聯(lián)的第五電容、第八電阻和第十電阻連接原邊 繞組的中心抽頭；第一三極管的集電極連接第一繞組同名端，基極通過第四電容連接第二三極管的 基極；發(fā)射極連接運算放大器的地；第二三極管的集電極連接第二繞組異名端，發(fā)射極連 接運算放大器的輸出地；變壓器原邊繞組的中心抽頭通過依次串聯(lián)的第七電容、第九電阻和第六電容連接 第二三極管的集電極；第七電容、第九電阻的共同端與第八電阻、第十電阻的共同端相連； 第九電阻、第六電容的共同端連接第一三極管的基極；第五電容、第八電阻的共同端連接第
二三極管的基極。優(yōu)選地，所述電壓檢測電路包括第二二極管、第三二極管、第八電容和第十一電 阻；變壓器的副邊繞組由中心抽頭分為第三繞組和第四繞組；其中第二二極管的陰極與第三繞組的同名端相連，第二二極管的陽極與第三二極 管的陽極相連，第三二極管的陰極與第四繞組的異名端相連，PWM控制器與第三二極管陽極 之間接有并聯(lián)的第八電容和第十一電阻。優(yōu)選地，第一電阻和第二電阻的共同端與所述運算放大器的正輸入端之間連有第 三電阻，運算放大器的正輸入端與地之間連有第一電容。優(yōu)選地，所述自振蕩驅(qū)動電路還包括第六電阻和第七電阻，其中第六電阻接于運 算放大器的地與第一三極管發(fā)射極之間，第七電阻接于運算放大器的地與第二三極管發(fā)射 極之間。優(yōu)選地，所述自振蕩驅(qū)動電路中的第六電阻與第七電阻的共同端與運算放大器的 輸出端之間還連接有第十一電容。優(yōu)選地，所述電壓檢測電路還包括基準電平調(diào)整電路，所述基準電平調(diào)整電路包 括第九電容、第十二電阻和第十三電阻；其中PWM控制器與第三二極管陽極之間接有并聯(lián)的第九電容、第十三電阻，第九 電容、第十三電阻、PWM控制器的共同端接地，第十二電阻接于參考電壓Verf與第三二極管 陽極之間。優(yōu)選地，所述電壓檢測電路還包括第十四電阻和第十五電阻；其中PWM控制器通過依次串聯(lián)的第十四電阻、第十五電阻連接第九電容、第十三 電阻的共同端，第十四電阻與第十五電阻的共同端連接變壓器副邊的中心抽頭。[0028]根據(jù)本實用新型實施例，通過采用變壓器磁隔離反饋來代替現(xiàn)有技術(shù)中的光耦反 饋，因為通過變壓器中磁通的變化來把信號傳到副邊，磁通本身受溫度及輻射影響特別的 小，可以忽略不計，所以能夠有效的避免光耦反饋因光自身特點受環(huán)境因素影響大帶來的 溫度性差、絕緣性能差、壽命短、可靠性低、抗輻噪能力弱等技術(shù)問題，并且通過本實施例的 誤差放大電路使得誤差電壓信號的可調(diào)線性區(qū)加寬，增強了反饋電路的環(huán)路穩(wěn)定性和提高 了反饋電路的輸出精度；通過自振蕩驅(qū)動電路能在磁隔離變壓器快速反饋的基礎(chǔ)上進一步 控制反饋的速度。

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型實施例一的框圖；圖2是本實用新型實施例二的電路圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例一如圖1所示，為本實用新型提供的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路實施例一的框圖。本實用新型實施例提供的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，包括誤差放大電路、自振 蕩驅(qū)動電路、變壓器、電壓檢測電路和PWM控制器；所述誤差放大電路，通過電阻分壓采樣電路采集開關(guān)電源的DC-DC功率回路的輸 出電壓，將采集的所述輸出電壓與基準電壓相比較后通過運算放大器輸出誤差電壓放大信 號；所述誤差放大電路的輸出端連接所述變壓器原邊繞組的中心抽頭；所述自振蕩驅(qū)動電路的輸入端連接所述誤差電壓放大電路的輸出端，自振蕩驅(qū)動 電路的輸出端連接變壓器的原邊繞組；所述自振蕩驅(qū)動電路用于將所述誤差電壓放大信號 自振蕩后從變壓器的原邊傳遞到變壓器的副邊；由于誤差放大電路輸出的誤差電壓放大信號既有直流量又有交流量，而其中的直 流量信號不能通過變壓器的原邊傳遞到副邊。因此，本實施例通過采用自振蕩驅(qū)動電路將 誤差放大電路輸出的包含直流和交流的誤差電壓放大信號自振蕩后從變壓器的原邊傳遞 到副邊。所述電壓檢測電路的輸入端連接變壓器的副邊繞組，用于將變壓器副邊繞組感應(yīng) 的所述誤差電壓放大信號檢測出來并輸出給PWM控制器。通過此磁隔離反饋電路，利用誤差放大電路使得輸出電壓信號的可調(diào)線性區(qū)變 寬，能有效的應(yīng)對輸出負載突變的情況，進而增強了整個電壓反饋環(huán)路的穩(wěn)定性，同時也提高了輸出電壓放大信號的精度；利用自振蕩驅(qū)動電路將誤差放大電路輸出的直交流信號震 蕩后從變壓器原邊傳遞給副邊的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)振蕩電路組成元件的參數(shù)，可以有效的 控制振蕩頻率，使得本磁隔離反饋電路的瞬態(tài)特性更好。實施例二如圖2所示，為本實用新型提供的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路實施例二的電路 圖。本實用新型實施例二提供一種開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，包括誤差放大電路、 自振蕩驅(qū)動電路、變壓器、電壓檢測電路和PWM控制器；所述誤差放大電路，用于采集開關(guān)電源的DC-DC功率回路的輸出電壓，將采集的 所述輸出電壓與基準電壓相比較后輸出誤差電壓放大信號；所述誤差放大電路的輸出端連 接所述變壓器原邊繞組的中心抽頭；所述誤差放大電路包括電壓采樣電路、電壓基準電路、電壓比較放大電路；所述電壓采樣電路包括第一電阻Rl和第二電阻R2，開關(guān)電源的DC-DC功率回路輸 出電壓端通過依次串聯(lián)的Rl和R2接地；所述電壓基準電路包括第四電阻R4、穩(wěn)壓管Tl和第二電容C2，R4連接在運算放 大器Al的負輸入端與DC-DC功率回路輸出電壓之間；運算放大器的負輸入端和地之間接有 并聯(lián)的Tl和C2，Tl的陽極接地，陰極接運算放大器Al的負輸入端；Rl和R2的共同端與所述運算放大器Al的正輸入端之間連有第三電阻R3，Al的 正輸入端與地之間連有第一電容Cl。R3和Cl用于將采樣得到的電壓濾波，進而傳送給Al 的正輸入端。所述電壓比較放大電路包括第三電容C3、第五電阻R5和運算放大器Al，運算放大 器的輸出端和正輸入端之間接有并聯(lián)的C3和R5，R1和R2的共同端連接Al的正輸入端，所 述運算放大器Al由開關(guān)電源的DC-DC功率回路輸出電壓進行供電。所述電壓比較放大電路將正輸入端輸入的由電壓采樣電路采集的輸出電壓Vo+， 與負輸入端輸入的由電壓基準電路提供的基準電壓進行比較放大后的信號輸出給自振蕩 驅(qū)動電路。通過所述的誤差放大電路，使得輸出電壓可調(diào)線性區(qū)變寬，能夠更有效的應(yīng)對輸 出負載突變的情況，有效的提高了磁隔離反饋電路的穩(wěn)定性和輸出誤差電壓放大信號的精度。上述的誤差放大電路，可以通過調(diào)節(jié)Rl、R2的阻值比與基準電壓進行比較而設(shè)定 輸出的目標電壓；同時，通過設(shè)置C3、R3、C5的值，可以設(shè)置反饋電路的極點，用來控制本反 饋電路的反應(yīng)時間。所述自振蕩驅(qū)動電路的輸入端連接所述誤差電壓放大電路的輸出端，自振蕩驅(qū)動 電路的輸出端連接變壓器T2的原邊繞組；所述自振蕩驅(qū)動電路用于將所述誤差電壓放大 信號自振蕩后從變壓器的原邊傳遞到變壓器的副邊；所述自振蕩驅(qū)動電路由第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第四電容C4、第 五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第一三極管Ql和第二三極管Q2組成；變壓器T2的原邊繞組由中心抽頭分為第一繞組m和第二繞組N2 ；其中附的同名端通過依次串聯(lián)的C5、R8和RlO連接原邊繞組的中心抽頭；[0057]Ql的集電極連接m同名端，基極通過C4連接Q2的基極；發(fā)射極連接Al的地；Q2 的集電極連接N2異名端，發(fā)射極連接Al的地；T2原邊繞組的中心抽頭通過依次串聯(lián)的C7、R9和C6連接Q2的集電極；C7、R9的 共同端與R8、RlO的共同端相連；R9、C6的共同端連接Ql的基極；C5、R8的共同端連接Q2
的基極。誤差電壓通過RIO、R8向C5充電，當電壓達到Q2的開啟電壓，則Q2導通，變壓器 的1、3引腳為高電平，此時，C6正向充電，C5反向充電，當C6達到Ql的開啟電壓時，Ql導 通；Ql導通使C5的正電壓端突然被鉗位到低電平，使Q2關(guān)斷，此時C5正向充電，C6反向充 電，以此類推，形成高速自振蕩電路。所述自振蕩驅(qū)動電路還包括第六電阻R6和第七電阻R7，其中R6接于運算放大器 Al的地與Ql發(fā)射極之間，R7接于Al的地與Q2發(fā)射極之間。R6與R7的共同端與Al的地 之間還連接有第十一電容Cll。R6與R7為溫度補償電阻，用于調(diào)節(jié)Ql與Q2的溫度；Cll用 于對Al的輸出電壓放大信號進行濾波。通過設(shè)置R10、R8、C5、R9、C6的值，可以調(diào)節(jié)自振蕩頻率，進而在磁反饋電路的基 礎(chǔ)上進一步控制反饋速度，使得本實用新型的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路的瞬態(tài)特性更 好。所述電壓檢測電路的輸入端連接變壓器的副邊繞組，用于將變壓器T2副邊繞組 感應(yīng)的所述誤差電壓放大信號檢測出來并輸出給PWM控制器。所述電壓檢測電路包括第二二極管D2、第三二極管D3、第八電容C8和第十一電阻 Rll ；T2的副邊繞組由中心抽頭分為第三繞組N3和第四繞組N4 ；其中第D2的陰極與N3的同名端相連，D2的陽極與D3的陽極相連，D3的陰極與 N4的異名端相連，PWM控制器與D3陽極之間接有并聯(lián)的C8和R11。當Ql開通，Q2關(guān)斷時，繞組附勵磁，D3反偏，D2正偏導通，整流；當Q2開通，Ql 關(guān)斷時，D2反偏，D3正偏導通，整流。所述電壓檢測電路還包括基準電平調(diào)整電路，所述基準電平調(diào)整電路包括第九電 容C9、第十二電阻R12和第十三電阻R13 ；其中PWM控制器與D3陽極之間接有并聯(lián)的C9、R13，其中C9、R13、PWM控制器的共 同端接地，R12接于參考電壓Verf與D3陽極之間。通過此基準電平調(diào)整電路能夠靈活調(diào)節(jié)電壓檢測電路得到的電壓的基準電位，更 容易的設(shè)置整個磁隔離反饋電路的靜態(tài)工作點，進而的為電路調(diào)試提供方便。所述電壓檢測電路還包括第十四電阻R14和第十五電阻R15，用來對輸出給PWM控 制器的誤差電壓放大信號進行分壓調(diào)節(jié)。其中PWM控制器通過依次串聯(lián)的R14、R15連接C9、R13的共同端，R14與R15的共 同端連接變壓器副邊的中心抽頭。對上述開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，通過設(shè)置Ni、N2、N3、N4的匝數(shù)比，可以加大 或減小反饋電壓，N1、N2的勵磁電感盡量大一些，這樣可以減小勵磁電流，提高反饋速度，通 過調(diào)節(jié)R12、R13可以調(diào)節(jié)反饋到PWM控制器的輸出電壓范圍。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，其特征在于，包括誤差放大電路、自振蕩驅(qū)動電 路、變壓器、電壓檢測電路和PWM控制器；所述誤差放大電路，用于采集開關(guān)電源的DC-DC功率回路的輸出電壓，將采集的所述 輸出電壓與基準電壓相比較后輸出誤差電壓放大信號；所述誤差放大電路的輸出端連接所 述變壓器原邊繞組的中心抽頭；所述自振蕩驅(qū)動電路的輸入端連接所述誤差電壓放大電路的輸出端，自振蕩驅(qū)動電路 的輸出端連接變壓器的原邊繞組；所述自振蕩驅(qū)動電路用于將所述誤差電壓放大信號自振 蕩后從變壓器的原邊傳遞到變壓器的副邊；所述電壓檢測電路的輸入端連接變壓器的副邊繞組，用于將變壓器副邊繞組感應(yīng)的所 述誤差電壓放大信號檢測出來并輸出給PWM控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，其特征在于，所述誤差放大電 路包括電壓采樣電路、電壓基準電路、電壓比較放大電路；所述電壓采樣電路包括第一電阻和第二電阻，開關(guān)電源的DC-DC功率回路輸出電壓端 通過依次串聯(lián)的第一電阻和第二電阻接地；所述電壓基準電路包括第四電阻、穩(wěn)壓管和第二電容，第四電阻連接在運算放大器的 負輸入端與開關(guān)電源的DC-DC功率回路輸出電壓端之間；運算放大器的負輸入端和地之間 接有并聯(lián)的穩(wěn)壓管和第二電容，穩(wěn)壓管的陽極接地，穩(wěn)壓管的陰極接運算放大器的負輸入 端；所述電壓比較放大電路包括第三電容、第五電阻和運算放大器，運算放大器的輸出端 和正輸入端之間接有并聯(lián)的第三電容和第五電阻，第一電阻和第二電阻的共同端連接運算 放大器的正輸入端，所述運算放大器由DC-DC功率回路輸出電壓進行供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，其特征在于，所述自振蕩驅(qū)動 電路由第八電阻、第九電阻、第十電阻、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第一三極 管和第二三極管組成；變壓器的原邊繞組由中心抽頭分為第一繞組和第二繞組；其中第一繞組的同名端通過依次串聯(lián)的第五電容、第八電阻和第十電阻連接原邊繞組 的中心抽頭；第一三極管的集電極連接第一繞組同名端，基極通過第四電容連接第二三極管的基 極；發(fā)射極連接運算放大器的輸出端；第二三極管的集電極連接第二繞組異名端，發(fā)射極 連接運算放大器的輸出端；變壓器原邊繞組的中心抽頭通過依次串聯(lián)的第七電容、第九電阻和第六電容連接第 二三極管的集電極；第七電容、第九電阻的共同端與第八電阻、第十電阻的共同端相連；第 九電阻、第六電容的共同端連接第一三極管的基極；第五電容、第八電阻的共同端連接第 二三極管的基極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，其特征在于，所述電壓檢測電 路包括第二二極管、第三二極管、第八電容和第十一電阻；變壓器的副邊繞組由中心抽頭分為第三繞組和第四繞組；其中第二二極管的陰極與第三繞組的同名端相連，第二二極管的陽極與第三二極管的 陽極相連，第三二極管的陰極與第四繞組的異名端相連，PWM控制器與第三二極管陽極之間接有并聯(lián)的第八電容和第十一電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，其特征在于，第一電阻和第二 電阻的共同端與所述運算放大器的正輸入端之間連有第三電阻，運算放大器的正輸入端與 地之間連有第一電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，其特征在于，所述自振蕩驅(qū)動 電路還包括第六電阻和第七電阻，其中第六電阻接于運算放大器的地與第一三極管發(fā)射極 之間，第七電阻接于運算放大器的地與第二三極管發(fā)射極之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，其特征在于，所述自振蕩驅(qū)動 電路中的第六電阻與第七電阻的共同端與運算放大器的輸出端之間還連接有第十一電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，其特征在于，所述電壓檢測電 路還包括基準電平調(diào)整電路，所述基準電平調(diào)整電路包括第九電容、第十二電阻和第十三 電阻；其中PWM控制器與第三二極管陽極之間接有并聯(lián)的第九電容、第十三電阻，第九電容、 第十三電阻、PWM控制器的共同端接地，第十二電阻接于參考電壓Verf與第三二極管陽極 之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，其特征在于，所述電壓檢測電 路還包括第十四電阻和第十五電阻；其中PWM控制器通過依次串聯(lián)的第十四電阻、第十五電阻連接第九電容、第十三電阻 的共同端，第十四電阻與第十五電阻的共同端連接變壓器副邊的中心抽頭。
專利摘要本實用新型提供了一種開關(guān)電源的磁隔離反饋電路，通過誤差放大電路將采集的輸出電壓與基準電壓比較放大后輸出給自振蕩驅(qū)動電路，經(jīng)自振蕩后從變壓器的原邊傳遞給副邊，再經(jīng)電壓檢測電路將得到的誤差電壓放大信號輸出給PWM控制器；本實用新型在避免了光耦反饋因光自身的缺點帶來的一系列缺點的基礎(chǔ)上，能提供一種輸出精度高、環(huán)路穩(wěn)定性好及瞬態(tài)特性好的開關(guān)電源的磁隔離反饋電路。
文檔編號H02M3/338GK201887664SQ20102066227
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者王長庚, 辛金明 申請人:北京新雷能科技股份有限公司, 深圳市雷能混合集成電路有限公司