专利名称：具有电压加速补偿的供电电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供电电路，尤其是一种具有电压加速补偿的供电电路。
背景技术：
根据当前电子产品发展的确实，如今的电子产品功能是越来越多，因此，在不同的工作模式下，其供电电路必须能够应对动态负载所造成的暂态响应，从而来维持整个系统的正常的工作，如图1所示，为现有技术中一种供电电路的功能系统架构图，一般来说，直流电源所输出的电压会经过变压器降压后，再经过整流滤波输出一稳定的直流电压，供给给后端的电子系统即负载使用，那为了实时的监控负载的情况，所以设置了反馈电路用以采集负载的电压变化，从而根据这个电压变化控制脉冲控制器来改变变压器的电压输出，这样，就形成了 一个闭环控制。但是，由于负载端对应的电子系统内存在相当多的IC,对于供电电路来说此负载属于动态负载，虽然上述电路设置了反馈电路来确保供电电路的稳定输出，可是一旦负载端的变化剧烈，而反馈电路来不及加以应对，那么即会造成供电电路输出电压滞后，其输出电压可能达不到负载所需的一个基准电压，这样就会进一步的造成整个系统出现故障。因此，针对如今的电子产品我们需要设计一个可以即时应对动态负载变化的供电电路。
发明内容
为了能够提供一个更加稳定的电压输出，并且能够快速应对动态负载的变化，本发明提供出了一种具有电压加速补偿的供电电路。本发明提供了一种具有电压加速补偿的供电电路，其特征在于包括:直流电源，用以提供一直流输入电压；变压器，具有初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈，该初级线圈连接该直流电源用以接受该直流输入电压，而该第一次级线圈和该第二次级线圈则用以感应该直流输入电压，对应输出第一输出电压和第二输出电压，给负载供电；反馈单元，连接至第二次级线圈，用以采样反馈信号并输出反馈电压；加速补偿单元,与该反馈单元连接,用以加快该反馈电压的变化；脉冲宽度调变电路，设置在该变压器与该反馈单元之间，根据该反馈电压的变化从而控制送入变压器初级线圈的该直流输入电压大小。作为可选的方案，所述的供电电路还包含一控制开关，连接该变压器和该脉冲宽度调变电路，其由该脉冲宽度调变电路的运行状态来控制该控制开关导通与否。作为可选的方案，所述的供电电路还包含一光耦合器，连接该脉冲宽度调变电路和该反馈单元，其中，该光耦合器内的等效发光二极管连接该反馈单元，且该光耦合器内的等效光电晶体管连接该脉冲宽度调变电路。更进一步的，所述的供电电路中，该反馈单元包括一第三开关和一反馈输出节点，该第三开关包括:
第一端,连接该反馈单元的该反馈输出节点；第二端，连接该反馈信号，该反馈信号用以控制该第三开关的导通状态；以及第三端，与接地点连接。优选的，该反馈单元还包括相互串联的第一电阻和第二电阻，其中，该第一电阻的一端连接该第一整流元件的阴极，该第二电阻的一端连接该第三开关的该第三端，且该第三开关的该第二端连接至该第一电阻和第二电阻的串联节点，该反馈信号是该串联节点的电压值。作为可选的方案，所述的供电电路中该第三开关是三端可调分流基准源。优选的，所述的供电电路还包含第一整流元件和第一滤波储能元件，该第一整流元件的阳极连接该第二次级线圈，其阴极连接该第一滤波储能单元的一端和该反馈单元，该第一滤波储能单元的另一端接地。优选的，该反馈单元还包括一第三输出端，该加速补偿单元连接于该第三输出端与该反馈输出节点之间。作为可选的方案，所述的供电电路还包含第二整流元件和第三滤波储能元件，该第二整流元件的阳极连接该第一次级线圈，其阴极连接该第三滤波储能单元的一端和一第一输出端，该第三滤波储能单兀的另一端接地，其中，该第一输出端用以输出该第一输出电压，该加速补偿单元连接在该第二整流元件的阴极与该串联节点之间。作为可选的方案，供电电路还包含隔离元件和第二滤波储能单元，该隔离元件的阳极与该第一整流元件的阴极相连接，其阴极连接该第二滤波储能单元的一端和一第二输出端，该第二滤波储能单元的另一端接地，该第二输出端用以输出该第二输出电压。作为可选的方案，所述的供电电路还包含一控制模块，该控制模块包括一第二开关，该第二开关包括:第一端，连接一控制信号，该控制信号用以控制该第二开关的导通状态；第二端，与接地点连接；以及第三端，连接该反馈单元。在实际应用中，当该第一输出电压低于一基准电压时，该加速补偿单元即时会改变该反馈电路的该反馈输出节点对地电流，从而来改变该光耦合器的导通状态为截止状态，当该脉冲宽度调变电路侦测到该光耦合器成截止状态时，该脉冲宽度调变电路则提高送入变压器初级线圈的该直流输入电压大小。更进一步的，所述的供电电路中该加速补偿单元包含一第一开关和一第三电阻，该第一开关包括:第一端，连接该第二开关的该第三端，用以接收一导通信号；第二端，连接该第一整流元件的阴极；以及第三端，连接该第三电阻的一端；其中，该第三电阻的另一端接地，当该第二开关导通时，即会产生该导通信号至该第一开关的该第一端，使得该第一开关导通，该第三电阻进行分压，从而改变该第一电阻和该第二电阻的串联节点电压。作为可选的方案，所述的供电电路该第一开关是增强型场效应管。与现有技术相比，利用本发明具有电压加速补偿的供电电路，当负载端出现剧烈变化时，仍可以通过加速补偿单元来加快反馈电路的响应速度，进而快速的调整脉冲宽度调变电路，使得输出电压能够及时的应对负载端的变化，从而让整个系统的电压输出更加稳定。
图1为现有技术中一种供电电路的功能系统架构图；图2为本发明第一实施例中供电电路的功能系统架构图；图3为本发明第一实施例的供电电路的电路架构图；图4为本发明第二实施例的供电电路的电路架构图；图5为本发明第三实施例的供电电路的电路架构具体实施例方式为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。请参照图2，为本发明第一实施例中供电电路的功能系统架构图。本发明的供电电路主要包括:直流电压10，用以提供一直流输入电压V。；变压器11，其连接该直流电源10用以接受直流输入电压Vtl，并对该直流输入电压V0进行降压，然后经过整流滤波后给负载20供电，在本实施例中负载20与变压器11之间还设置有隔离单元18，使得输出至负载的电压不受前段电路变化的影响；反馈单元12，连接加速补偿单元13，用以采样反馈信号并输出反馈电压；加速补偿单元13，与该反馈单元12连接，用以加快反馈电压的变化；脉冲宽度调变电路15，设置在该变压器与该反馈单元之间，根据该反馈电压的变化从而控制送入变压器初级线圈的该直流输入电压Vtl的大小。此外，本实施例中还包括一个控制模块14，连接至加速补偿单元13，用以提供一导通信号给加速补偿单元13，加速补偿单元13根据此导通信号来反馈电压的变化；控制开关16，设置与变压器11与脉冲宽度调变电路15之间，其可以根据脉冲宽度调变电路15的运行状态来控制自身导通与否及导通时间。在一些实施例中，供电电路还包括一个控制开关16，其连接在该变压器11和该脉冲宽度调变电路15之间，此控制开关16是根据该脉冲宽度调变电路15的运行状态来控制自身的导通与否，即当侦测到脉冲宽度调变电路15开始运行时，自动打开；当侦测到脉冲宽度调变电路15停止运行时，自动关闭。更进一步的，请参考图3，为本发明第一实施例的供电电路的电路架构图。在本发明中，变压器11包括了初级线圈110、第一次级线圈111以及第二次级线圈112，而初级线圈110就是与直流电源10直接相连接的，用以接收一直流输入电压Vtl，此电压经过变压器11变压后由第一次级线圈111和第二次级线圈112实现输出。具体的，第一次级线圈111后端连接一整流器D1，该整流器Dl的阳极A连接第一次级线圈111，其阴极K还连接一个第三滤波储能元件Csu3，从第一次级线圈111输出的电压整流器111和第三滤波储能元件Csu3的整流滤波即可由第一输出端VoutI输出第一输出电压VI。同样的,第二次级线圈112后端连接一整流器D2，该整流器D2的阳极A连接第二次级线圈112，其阴极K还连接一个第一滤波储能元件Csul，在本实施例中，在整流器D2的阴极K与一第二输出端Vout2之间还设置了一隔离元件Diso，其中，把整流器D2与隔离元件Diso的串联节点F作为反馈的采样点，当这个反馈采样点F的电压发生变化，由于隔离元件Diso的作用，第二输出端Vout2的第二输出电压V2就不会受到影响，此外，隔离元件Diso的阴极K还连接一第二滤波储能元件Csu2，用以对经过隔离元件Diso的电流进行再次滤波后输出。加速补偿单元13与控制模块14连接至反馈采样点F,该加速补偿单元13包括一个第一开关Ql与一个第三电阻R8，在本实施例中，第一开关Ql可以是一个增强型场效应管，但不以此为限。第一开关Ql的栅极G与控制模块14相连接，用以接收一导通信号来实现此第一开关Ql的开闭；其漏极D与第三电阻R8的一端相连接，第三电阻R8的另一端接地；以及其源极S则连接至反馈采样点F。控制模块14包括一个第二开关Q2，在本实施例中，第二开关Q2可以是一个三极管，但不以此为限。其基极B连接一个控制信号(systemcontrol)，用以控制第二开关Q2的导通状态；其集电极C则连接到加速补偿单元13中第一开关Ql的栅极G ;以及其发射极E接地。其中，控制信号是受控于第一输出电压Vl的变化情况，在本实施例中，当第一输出电压Vl低于一基准电压的时候,该控制信号成高电平，其可以使得第二开关Q2导通，进一步由第二开关Q2的发射极C提供一导通信号给第一开关Ql的栅极G，从而使第一开关Ql导通，当第一开关Ql导通后，第三电阻R8则相当于直接连接于整流器D2的阴极K，进而达到消耗电压的目的。反馈电路12也连接至反馈采样点F，该反馈电路12中包括一对串联的第一电阻R4和第二电阻R5以及一第三开关IC2，如图3所示第一电阻R4的一端连接至反馈采样点F，第二电阻R5的一端接地，其中，第一电阻R4和第二电阻R5形成了一个电阻分压电路，其两者的串联节点G的电压即作为一反馈信号，用以控制第三开关IC2的导通状态。在本实施例中，该第三开关IC2可以是一个型号为TL431的三端可调分流基准源，但不以此为限。其阳极3接地而阴极I连接光耦合器17内的等效发光二极管A的负极2，另外，其参考极2则连接至第一电阻R4和第二电阻R5的串联节点G，用以接收上述反馈信号。光耦合器17内部的等效发光二极管A的正极I连接一反馈输出节点P，且该反馈输出节点P对应连接一第三输出端Vout3，光耦合器17内部的等效光电晶体管B则与脉冲宽度调变电路15相连接。当第一输出电压Vl处于正常状态时，反馈采样点F接收第二次级线圈112对应输出的常态电压，因此第一电阻R4和第二电阻R5的串联节点G的电压即第三开关IC2参考极2的电压正好接近第三开关IC2的内部参考值，故该第三开关IC2成导通状态，此时当该第三开关IC2导通后，反馈输出节点P对地则形成一电流回路，即从光耦合器17内部的等效发光二极管A的正极I到负极2有一正向电流流过，故此等效发光二极管A导通而发亮，进而使得光耦合器17内部的等效光电晶体管B也导通，那么当脉冲宽度调变电路15侦测到等效光电晶体管B成导通状态时，该脉冲宽度调变电路15则不调整输入至初级线圈110的直流输入电压Vtl的大小。当第一输出电压Vl低于一基准电压时,控制信号成高电平,第二开关Q2成导通状态，同时第一开关Ql的栅极G即接收到一导通信号，所以第一开关Ql也会被导通，此时第三电阻R8则相当于相当于直接连接于整流器D2的阴极K，即第三电阻R8开始消耗第一滤波储能元件Csul释放的电压，该反馈采样点F的电压降低，同时又因为第三电阻R8的存在，该反馈采样点F的电压的变化速度要比没有第三电阻R8时的变化速度快，此外，又由于有隔离元件Diso的存在，所以第二输出端Vout2的第二输出电压V2不会收到该反馈采样点F的电压降低而变化。当该反馈采样点F的电压降低后，相对应的第一电阻R4和第二电阻R5的串联节点G的电压也会降低，即第三开关IC2参考极2的电压小于第三开关IC2的内部参考值，该第三开关IC2截止。当该第三开关IC2截止后，反馈输出节点P对地则无法形成通路，即从光耦合器17内部的等效发光二极管A的正极I到负极2没有电流通过，所以等效发光二极管A无法导通就不能发光，相对应的，使得光耦合器17内部的等效光电晶体管B也会变成截止状态，当脉冲宽度调变电路15侦测到等效光电晶体管B成截止状态时，该脉冲宽度调变电路15则会提高输入至初级线圈110的直流输入电压Vtl的大小，从而使得第一输出电压Vl提高直至达到一基准电压，当该第一输出电压Vl达到一基准电压后，控制信号则成低电平，加速补偿单元13则无法导通消耗电压，故第一电阻R4和第二电阻R5的串联节点G的电压升高，第三开关IC2参考极2的电压可以重新达到第三开关IC2的内部参考值，使得第三开关IC2导通，进而等效发光二极管A导通发光，相对应的，使得光耦合器17内部的等效光电晶体管B成导通状态，当脉冲宽度调变电路15再次侦测到等效光电晶体管B成导通状态时，该脉冲宽度调变电路15则不继续提高输入至初级线圈110的直流输入电压Vtl的大小。在本发明中，除了上述的实施例以外，还有其他两种实施例。请参照图4，为本发明第二实施例的供电电路的电路架构图。与第一实施例不同的是，如图4中的加速补偿单元131设置于反馈电路12的反馈输出节点P与第三输出端Vout3之间，其也是根据控制信号(system control)来启动加速补偿单元131,进而来改变反馈输出节点P对地的电流,从而改变光耦合器17的导通情况来控制脉冲宽度调变电路15对直流输入电压Vtl大小的调整，其具体原理同第一实施例，故不在此赘述。此外，请参照图5，为本发明第三实施例的供电电路的电路架构图。与第一实施例不同的是，如图4中的加速补偿单元132设置于第一输出端Voutl与第一电阻R4和第二电阻R5的串联节点G之间,其同样是控制信号(system control)来启动加速补偿单元131,一方面调整第一次级线圈111对应输出回路中的电流，另一方面依旧是改变反馈输出节点P对地的电流，从而改变光耦合器17的导通情况来控制脉冲宽度调变电路15对直流输入电压Vtl大小的调整，其具体原理同第一实施例，故不在此赘述。通过如图5的电路结构，可以使得脉冲宽度调变电路15对直流输入电压Vtl大小的调整更加平缓稳定。综上所述，利用本发明具有电压加速补偿的供电电路，当负载端出现剧烈变化时，仍可以通过加速补偿单元来加快反馈电路的响应速度，进而快速的调整脉冲宽度调变电路，使得输出电压能够及时的应对负载端的变化，从而让整个系统的电压输出更加稳定。本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
权利要求
1.一种具有电压加速补偿的供电电路，其特征在于包括: 直流电源，用以提供一直流输入电压； 变压器，具有初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈，该初级线圈连接该直流电源用以接受该直流输入电压，而该第一次级线圈和该第二次级线圈则用以感应该直流输入电压，对应输出第一输出电压和第二输出电压，给负载供电； 反馈单元，连接至该第二次级线圈，用以采样反馈信号并输出反馈电压； 加速补偿单元，与该反馈单元连接，用以加快该反馈电压的变化； 脉冲宽度调变电路，设置在该变压器与该反馈单元之间，根据该反馈电压的变化从而控制送入该变压器该初级线圈的该直流输入电压大小。
2.按权利要求1所述的供电电路，其特征在于还包含一控制开关，连接该变压器和该脉冲宽度调变电路，其由该脉冲宽度调变电路的运行状态来控制该控制开关导通与否。
3.按权利要求1所述的供电电路，其特征在于还包含一光耦合器，连接该脉冲宽度调变电路和该反馈单元，其中，该光耦合器内的等效发光二极管连接该反馈单元，且该光耦合器内的等效光电晶体管连接该脉冲宽度调变电路。
4.按权利要求3所述的供电电路，其特征在于该反馈单元包括一第三开关和一反馈输出节点，该第三开关包括: 第一端，连接该反馈单元的该反馈输出节点； 第二端，连接该反馈信号，该反馈信号用以控制该第三开关的导通状态； 以及第三端，与接地点连接。
5.按权利要求4所述的供电电路，其特征在于该反馈单元还包括相互串联的第一电阻和第二电阻，其中，该第一电阻的一端连接该第一整流元件的阴极，该第二电阻的一端连接该第三开关的该第三端，且该第三开关的该第二端连接至该第一电阻和第二电阻的串联节点，该反馈信号是该串联节点的电压值。
6.按权利要求5所述的供电电路，其特征在于该第三开关是三端可调分流基准源。
7.按权利要求6所述的供电电路，其特征在于还包含第一整流元件和第一滤波储能元件，该第一整流元件的阳极连接该第二次级线圈，其阴极连接该第一滤波储能单元的一端和该反馈单元，该第一滤波储能单元的另一端接地。
8.按权利要求7所述的供电电路，其特征在于该反馈单元还包括一第三输出端，该加速补偿单元连接于该第三输出端与该反馈输出节点之间。
9.按权利要求7所述的供电电路，其特征在于还包含第二整流元件和第三滤波储能元件，该第二整流元件的阳极连接该第一次级线圈，其阴极连接该第三滤波储能单元的一端和一第一输出端,该第三滤波储能单兀的另一端接地，其中，该第一输出端用以输出该第一输出电压，该加速补偿单元连接在该第二整流元件的阴极与该串联节点之间。
10.按权利要求7所述的供电电路，其特征在于还包含隔离元件和第二滤波储能单元，该隔离元件的阳极与该第一整流元件的阴极相连接，其阴极连接该第二滤波储能单元的一端和一第二输出端，该第二滤波储能单元的另一端接地，该第二输出端用以输出该第二输出电压。
11.按权利要求10所述的供电电路，其特征在于还包含一控制模块，该控制模块包括一第二开关，该第二开关包括:第一端，连接一控制信号，该控制信号用以控制该第二开关的导通状态； 第二端，与接地点连接；以及 第三端，连接该反馈单元。
12.按权利要求11所述的供电电路，其特征在于当该第一输出电压低于一基准电压时，该加速补偿单元即时会改变该反馈电路的该反馈输出节点对地电流，从而来改变该光耦合器的导通状态为截止状态，当该脉冲宽度调变电路侦测到该光耦合器成截止状态时，该脉冲宽度调变电路则提高送入变压器初级线圈的该直流输入电压大小。
13.按权利要求12所述的供电电路，其特征在于该加速补偿单元包含一第一开关和一第三电阻，该第一开关包括: 第一端，连接该第二开关的该第三端，用以接收一导通信号； 第二端，连接该第一整流元件的阴极；以及 第三端，连接该第三电阻的一端； 其中，该第三电阻的另一端接地，当该第二开关导通时，即会产生该导通信号至该第一开关的该第一端，使得该第一开关导通，该第三电阻进行分压，从而改变该第一电阻和该第二电阻的串联节点电压。
14.按权利要求13所述的供电电路，其特征在于该第一开关是增强型场效应管。
全文摘要
本发明提供一种具有电压加速补偿的供电电路，其特征在于包括直流电源，用以提供一直流输入电压；变压器，具有初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈，该初级线圈连接该直流电源用以接受该直流输入电压，而该第一次级线圈和该第二次级线圈则用以感应该直流输入电压，对应输出第一输出电压和第二输出电压，给负载供电；反馈单元，连接至第二次级线圈，用以采样反馈信号并输出反馈电压；加速补偿单元，与该反馈单元连接，用以加快该反馈电压的变化；脉冲宽度调变电路，设置在变压器与反馈单元之间，根据该反馈电压的变化从而控制送入变压器初级线圈的直流输入电压大小。利用本发明具有电压加速补偿的供电电路可以加快反馈电路的响应速度，使得供电输出更加稳定。
文档编号H02M3/156GK103095144SQ20131000146
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者陈启仁, 江俊明 申请人:苏州佳世达光电有限公司, 佳世达科技股份有限公司