一種新型開關(guān)電源輔路拓?fù)涞闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電壓轉(zhuǎn)換電路，特別是設(shè)及一種電壓轉(zhuǎn)換效率的電壓轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 針對開關(guān)電源而言，一種是隔離電源：電源的輸入回路和輸出回路之間沒有直接 的電氣連接，輸入和輸出之間是絕緣的高阻態(tài)，沒有電流回路。另一種是非隔離電源:輸入 和輸出之間有直接的電流回路，例如，輸入和輸出之間是共地的。非隔離電源主要有:Buck、 Boost、Buck-Boost等，而隔離電源主要有各種帶隔離變壓器的反激、正激、半橋、LLC等拓 撲。
[0003] 開關(guān)電源依據(jù)不同的應(yīng)用及設(shè)計(jì)要求，往往需要多路輸出。對于要求有多路輸出 的場合目前有Ξ種主要的解決方案。
[0004] 方案1如圖1所示，是增加變壓器的輔助線圈實(shí)現(xiàn)多路的輸出。運(yùn)種方式簡單，但有 一個限制條件，即主路輸出（master output voltage)和輔路輸出（slaver output voltage)的電壓，必須與變壓器主路繞組的圈數(shù)(master winding Uirns)和輔助繞組的圈 數(shù)（slaver winding 1:u;rns)成比例。
[0005]
(1)
[0006] 但在有些應(yīng)用場合是難W滿足運(yùn)樣的一個要求的。在該方案中，需要兩個二極管 或M0S陽T，W及一個電感。
[0007] 方案2如圖2所示，是另外一種解決方案。Buck電路直接加在主路或其它輔路輸出 的后面。主路的輸出即是輔路的輸入。在方案2中，需要1個二極管和1個M0SFET，W及一個電 感。在該方案中，主路的輸出電壓必須高于輔路的輸出電壓。在主路電壓與輔路電壓差異不 大的情況下，運(yùn)種方案是可W得到很好的效果的。但如果主路電壓遠(yuǎn)高于輔路電壓的話，貝U 會變得非常糟糕。輔路的Buck占空比會非常小，導(dǎo)致Buck內(nèi)部的紋波電路很大，而且由于 Buck級需要使用耐壓較高的M0SFET，也不利于Buck級效率的提高。
[0008] 方案3如圖3所示，是更為靈活的方式。在此方式中，先將電壓初步設(shè)定到一個適當(dāng) 的范圍，然后再通過Buck級將輸出電壓穩(wěn)定在所需的電壓上。運(yùn)種方案在主路和輔路電壓 差異較大的情況下，其效率表現(xiàn)會優(yōu)于方案2。然而，方案3需要四個二極管或M0SFET，W及 兩個電感，在成本和PCB空間方面的壓力更大。該方案需要的器件多，成本高，占用空間大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種新型開關(guān)電源輔路拓?fù)?，解決現(xiàn)有輔路輸出拓?fù)鋺?yīng)用場 合有限，使用器件過多，成本不可控的技術(shù)問題。
[0010] 本發(fā)明的新型開關(guān)電源輔路拓?fù)洌谥髀份敵鰝?cè)，設(shè)置輔路輸出繞組，輔路輸出繞 組的同名端連接M0S管Q1的d極，M0S管Q1的S極串聯(lián)電感線圈后形成輔路輸出端，M0S管Q1的 S極串聯(lián)電感線圈和電容后接地，MOS管Q1的s極連接MOS管Q3的d極，MOS管Q3的s極接地，MOS 管Q1和M0S管Q3的g極接工作電壓。
[0011] 輔路輸出繞組由部分主路輸出繞組形成。
[0012] 還包括M0S管Q2，輔路輸出繞組的同名端連接M0S管Q1的d極，M0S管Q1的S極連接 M0S管Q2的S極，M0S管Q1和M0S管Q2的g極連接工作電壓，M0S管Q2的d極串聯(lián)電感線圈后形成 輔路輸出端；
[0013] 輔路輸出繞組的接地端連接M0S管Q3的S極，M0S管Q3的d極連接M0S管Q2的d極，M0S 管Q3的g極連接工作電壓，位于電感線圈兩端的M0S管Q3與電容并聯(lián)，電感線圈串聯(lián)電容后 接地。
[0014] 設(shè)置隔離的輔路輸出繞組。
[001引輔路輸出繞組的同名端連接M0S管Q1的S極，M0S管Q1的d極連接M0S管Q2的d極，M0S 管Q1和M0S管Q2的g極連接工作電壓，M0S管Q2的S極串聯(lián)電感線圈后形成輔路輸出端，替換 相應(yīng)連接。
[0016] M0S管Q1和M0S管Q2的占空比 < 輔路繞組的有效工作占空比。
[0017] 本發(fā)明的新型開關(guān)電源輔路拓?fù)?，工作效率高、輸出穩(wěn)定，可適用與主路和輔路電 壓差異較大的情況下，應(yīng)用范圍廣泛。加入的器件數(shù)量較少、成本較低。
【附圖說明】
[0018] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中第一種開關(guān)電源多路輸出的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中第二種開關(guān)電源多路輸出的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中第Ξ種開關(guān)電源多路輸出的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)?隔離型）的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖5為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)?隔離型)結(jié)合主路輸出的電路連接示意圖；
[0023] 圖6為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)?隔離型）中另一種組合開關(guān)的電路連接示意圖；
[0024] 圖7為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)?隔離型)結(jié)合主路輸出的仿真波形圖；
[0025] 圖8為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)涞?非隔離型）的電路連接示意圖；
[0026] 圖9為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)?非隔離型)結(jié)合主路輸出的仿真波形圖；
[0027] 圖10為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)?非隔離型)結(jié)合主路輸出中，輔路的占空比大于 主路的占空比時的仿真波形圖；
[0028] 圖11為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)渑c半橋全波整流形主路電路相結(jié)合的電路結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0029] 圖12為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)渑c全橋全波整流形主路電路相結(jié)合的電路結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0030] 圖13為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)渑c正激同步整流形主路電路相結(jié)合的電路結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0031] 圖14為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)渑c半橋全波整流形主路電路相結(jié)合的電路結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0032] 圖15為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)渑c全橋全波整流電路的主路電路相結(jié)合的電路 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖16為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)渑c半橋全波整流電路的主路電路相結(jié)合的另一 種電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖17為本新型開關(guān)電源輔路拓?fù)渑c全橋全波整流電路的主路電路相結(jié)合的另一 種電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0036] 如圖4所示，在主變壓器的主路輸出側(cè)(main transformer master ou1:put)，設(shè)置 隔離的輔路輸出繞組，輔路輸出繞組的同名端連接MOS管Q1的d極，MOS管Q1的s極連接MOS管 Q2的S極，M0S管Q1和M0S管Q2的g極連接工作電壓，M0S管Q2的d極串聯(lián)電感線圈后形成輔路 輸出端；
[0037] 輔路輸出繞組的接地端連接M0S管Q3的S極，M0S管Q3的d極連接M0S管Q2的d極，M0S 管Q3的g極連接工作電壓，位于電感線圈兩端的M0S管Q3與電容并聯(lián)，電感線圈串聯(lián)電容后 接地。
[0038] 如圖5所示，本實(shí)施例的開關(guān)電源輔路拓?fù)涞墓ぷ髟砼cBuck電路類似，但由于輔 助線圈W1(即輔路輸出繞組)上面是存在負(fù)壓的，因此需要加入Q2來阻隔負(fù)壓的影響。
[0039] 如圖6所示，在與上述實(shí)施例基本一致的基礎(chǔ)上，輔路輸出繞組的同名端連接M0S 管Q1的S極，M0S管Q1的d極連接M0S管Q2的d極，M0S管Q1和M0S管Q2的g極連接工作電壓，M0S 管Q2的S極串聯(lián)電感線圈后形成輔路輸出端。
[0040] 如圖5所示，輔路線圈W1的極性與主路線圈W3-樣，因此應(yīng)用中M0S管Q1和M0S管Q2 需要和M0S管Q7同時開通或延時開通，并且M0S管Q1和M0S管Q2的占空比必須小于M0S管Q7， 因?yàn)楫?dāng)M0S管Q7關(guān)斷后，輔路線圈W1的極性會由正變負(fù)，是此拓?fù)涫褂玫南拗茥l件。
[0041] M0S管Q1和M0S管Q2的占空比可W用下面的公式進(jìn)行計(jì)算獲得。
[0042]
掛
[0043] 輔路的設(shè)計(jì)步驟如下：
[0044] 步驟1:列出主路和輔路的輸出電壓，主路變壓器的應(yīng)數(shù)，W及主路工作時，變壓器 上承受的電壓。
[0045] 步驟2:算出主路變壓器每一應(yīng)線圈所承受的電壓。
[0046]
巧
[0047] 步驟3:根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果，選擇可W讓M0S管Q1和M0S管Q2占空比最大的輔路線 圈的應(yīng)數(shù)。
[004引此時，輔路線圈上面的電壓為：
[0049] Vo