一种新型多路输出直流开关电源电路的制作方法

本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种新型多路输出直流开关电源电路。

背景技术：

近年来随着电源技术的飞速发展，开关电源朝着小型化，高频化，集成化的方向发展。高效率的开关电源已经得到越来越多的广泛应用。然而，现有的反激式开关电源结构较为复杂，成本高。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种新型多路输出直流开关电源电路，以简化结构，降低成本。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种新型多路输出直流开关电源电路，包括控制器、开关管u1、变压器t1、续流二极管d1、滤波电容c1，变压器t1由初级绕组np、次级绕组ns1和次级绕组ns2组成；开关管u1的开关两端分别连接dc输入端正极和变压器t1的初级绕组np的一端，开关管u1的控制输入端连接控制器；滤波电容c1一端连接初级绕组np的另一端，另一端连接dc输入端负极；续流二极管d1正极连接dc输入端负极，负极连接初级绕组np的一端；控制器采集滤波电容c1与初级绕组np之间的反馈信号，根据反馈信号控制开关管u1的开/关。

进一步地，还包括滤波电容c2、滤波电容c3、副边整流二极管d2、副边整流二极管d3，副边整流二极管d2、副边整流二极管d3分别连接次级绕组ns1、次级绕组ns2的一端，滤波电容c2两端分别连接次级绕组ns1的另一端和副边整流二极管d2的负极，滤波电容c3两端分别连接次级绕组ns2的另一端和副边整流二极管d3的负极。

相应地，本发明实施例还提供了一种新型多路输出直流开关电源电路，包括控制器、开关管u1、变压器t1、续流二极管d1、滤波电容c1，变压器t1由初级绕组np、次级绕组ns1和次级绕组ns2组成；初级绕组np的两端分别连接dc输入端正极和续流二极管d1的正极；续流二极管d1的负极通过滤波电容c1连接dc输入端负极；开关管u1的开关两端分别连接续流二极管d1的正极和dc输入端负极，开关管u1的控制输入端连接控制器；控制器采集滤波电容c1与续流二极管d1之间的反馈信号，根据反馈信号控制开关管u1的开/关。

进一步地，还包括滤波电容c2、滤波电容c3、副边整流二极管d2、副边整流二极管d3，副边整流二极管d2、副边整流二极管d3分别连接次级绕组ns1、次级绕组ns2的一端，滤波电容c2两端分别连接次级绕组ns1的另一端和副边整流二极管d2的负极，滤波电容c3两端分别连接次级绕组ns2的另一端和副边整流二极管d3的负极。

相应地，本发明实施例还提供了一种新型多路输出直流开关电源电路，包括控制器、开关管u1、变压器t1、续流二极管d1、滤波电容c1，变压器t1由初级绕组np、次级绕组ns1和次级绕组ns2组成；开关管u1的开关两端分别连接dc输入端正极和变压器t1的初级绕组np的一端，开关管u1的控制输入端连接控制器；续流二极管d1负极连接初级绕组np的一端，正极连接滤波电容c1的一端；滤波电容c1的另一端连接初级绕组np的另一端和dc输入端负极；控制器采集滤波电容c1的另一端的反馈信号，根据反馈信号控制开关管u1的开/关。

进一步地，还包括滤波电容c2、滤波电容c3、副边整流二极管d2、副边整流二极管d3，副边整流二极管d2、副边整流二极管d3分别连接次级绕组ns1、次级绕组ns2的一端，滤波电容c2两端分别连接次级绕组ns1的另一端和副边整流二极管d2的负极，滤波电容c3两端分别连接次级绕组ns2的另一端和副边整流二极管d3的负极。

本发明的有益效果为：本发明通过2组副边绕组就可以实现3路输出，电路简单，体积小巧，成本低廉，且无需光耦等外部器件，设计更简单，效率更高，特别适合设计小功率、多路隔离电压输出的开关电源应用。

附图说明

图1是本发明实施例1的新型多路输出直流开关电源电路的电路图。

图2是本发明实施例2的新型多路输出直流开关电源电路的电路图。

图3是本发明实施例3的新型多路输出直流开关电源电路的电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

实施例1：请参照图1，本发明实施例的新型多路输出直流开关电源电路包括控制器、开关管u1、变压器t1、续流二极管d1、滤波电容c1。

变压器t1由初级绕组np、次级绕组ns1和次级绕组ns2组成。开关管u1的开关两端分别连接dc输入端正极和变压器t1的初级绕组np的一端，开关管u1的控制输入端连接控制器。优选地，开关管u1和控制器可采用二合一的芯片，其成本低廉。

滤波电容c1一端连接初级绕组np的另一端，另一端连接dc输入端负极。续流二极管d1正极连接dc输入端负极，负极连接初级绕组np的一端。续流二极管d1为buck电路续流二极管。控制器采集滤波电容c1与初级绕组np之间的电压反馈信号，根据反馈信号控制开关管u1的开/关。本发明仅仅通过2组副边绕组就实现了3路输出。

作为一种实施方式，新型多路输出直流开关电源电路还包括滤波电容c2、滤波电容c3、副边整流二极管d2、副边整流二极管d3，副边整流二极管d2、副边整流二极管d3分别连接次级绕组ns1、次级绕组ns2的一端（同名端），滤波电容c2两端分别连接次级绕组ns1的另一端和副边整流二极管d2的负极，滤波电容c3两端分别连接次级绕组ns2的另一端和副边整流二极管d3的负极。

如图1所示，dc输入端的输入电压为vin，本发明实施例的多路输出直流电源电压分别为vo1/vo2/vo3，其中，vo1为输出主反馈电压，1-2脚为变压器t1的初级绕组np，3-4脚为变压器t1的次级绕组ns1，5-6脚为变压器t1的次级绕组ns2，图中黑点表示变压器t1的同名端。其中二极管d1的正向压降为vd1，二极管d2的正向压降为vd2，二极管d3的正向压降为vd3，开关管u1导通占空比为d。

当u1导通时，变压器t1相当于一个电感，流经np侧的电流线性上升，并达到峰值，储存能量，该过程中续流二极管d1和副边整流二极管d2、d3反向偏置关断，输入电压给输出滤波电容c1充电；当u1截止时，变压器t1的初级绕组电流减小，续流二极管d1正向偏置导通，同时副边整流二极管d2、d3也正向偏置导通，初级线圈存储的能量传递到次级，提供负载电流。

由伏秒平衡原理可得：

(vin-vo)*d=vo1*(1-d)；

简化公式可得：vo1=vin*d（1）；

由变压器的工作原理可得：

(vo1+vd1)/np=(vo2+vd2)/ns1（2）；

(vo1+vd1)/np=(vo3+vd2)/ns2（3）；

通过公式（1）、（2）、（3）可得：

vo2=(vo1+vd1)*ns1/np-vd2；

vo3=(vo1+vd1)*ns2/np-vd3。

由上述原理可得，为保证各输出电压，只要控制变压器原副边匝比即可。本发明实施例的电路简单可靠，适用性强。

实施例2：请参照图2，本发明实施例的新型多路输出直流开关电源电路包括控制器、开关管u1、变压器t1、续流二极管d1、滤波电容c1。

变压器t1由初级绕组np、次级绕组ns1和次级绕组ns2组成。初级绕组np的两端分别连接dc输入端正极和续流二极管d1的正极。续流二极管d1的负极通过滤波电容c1连接dc输入端负极。续流二极管d1为buck电路续流二极管。

开关管u1的开关两端分别连接续流二极管d1的正极和dc输入端负极，开关管u1的控制输入端连接控制器。控制器采集滤波电容c1与续流二极管d1之间的电压反馈信号，根据反馈信号控制开关管u1的开/关。优选地，开关管u1和控制器可采用二合一的芯片，其成本低廉。本发明仅仅通过2组副边绕组就实现了3路输出。

作为一种实施方式，新型多路输出直流开关电源电路还包括滤波电容c2、滤波电容c3、副边整流二极管d2、副边整流二极管d3，副边整流二极管d2、副边整流二极管d3分别连接次级绕组ns1、次级绕组ns2的一端，滤波电容c2两端分别连接次级绕组ns1的另一端和副边整流二极管d2的负极，滤波电容c3两端分别连接次级绕组ns2的另一端和副边整流二极管d3的负极。

如图2所示，dc输入端的输入电压为vin，本发明实施例的多路输出直流电源电压分别为vo1/vo2/vo3，其中，vo1为输出主反馈电压，1-2脚为变压器t1的初级绕组np，3-4脚为变压器t1的次级绕组ns1，5-6脚为变压器t1的次级绕组ns2，图中黑点表示变压器t1的同名端。其中二极管d1的正向压降为vd1，二极管d2的正向压降为vd2，二极管d3的正向压降为vd3，开关管u1导通占空比为d。

当u1导通时，变压器相当于一个电感，流经np侧的电流线性上升，并达到峰值，储存能量，该过程中续流二极管d1和整流二极管d2、d3反向偏置关断；当u1截止时，变压器t1的初级绕组电流减小，续流二极管d1正向偏置导通，同时副边整流二极管d2、d3也正向偏置导通，初级线圈存储的能量传递到次级，提供负载电流。

由伏秒平衡原理可得：

vo1*d=(vo1-vin)*(1-d)；

简化公式可得：vo1=vin/(1-d)（4）

由变压器的工作原理可得：

(vo1+vd1-vin)/np=(vo2+vd2)/ns1（5）

(vo1+vd1-vin)/np=(vo3+vd2)/ns2（6）

通过公式（4）、（5）、（6）可得：

vo2=(vo1+vd1-vin)*ns1/np-vd2；

vo3=(vo1+vd1-vin)*ns2/np-vd3；

由上述原理可得，为保证各输出电压，只要控制变压器原副边匝比即可。本发明实施例的电路简单可靠，适用性强。

实施例3：请参照图3，本发明实施例的新型多路输出直流开关电源电路包括控制器、开关管u1、变压器t1、续流二极管d1、滤波电容c1。

变压器t1由初级绕组np、次级绕组ns1和次级绕组ns2组成。开关管u1的开关两端分别连接dc输入端正极和变压器t1的初级绕组np的一端，开关管u1的控制输入端连接控制器。优选地，开关管u1和控制器可采用二合一的芯片，其成本低廉。

续流二极管d1负极连接初级绕组np的一端，正极连接滤波电容c1的一端。续流二极管d1为buck电路续流二极管。滤波电容c1的另一端连接初级绕组np的另一端和dc输入端负极。控制器采集滤波电容c1的另一端的反馈信号，根据反馈信号控制开关管u1的开/关。本发明仅仅通过2组副边绕组就实现了3路输出。

作为一种实施方式，新型多路输出直流开关电源电路还包括滤波电容c2、滤波电容c3、副边整流二极管d2、副边整流二极管d3，副边整流二极管d2、副边整流二极管d3分别连接次级绕组ns1、次级绕组ns2的一端，滤波电容c2两端分别连接次级绕组ns1的另一端和副边整流二极管d2的负极，滤波电容c3两端分别连接次级绕组ns2的另一端和副边整流二极管d3的负极。

如图3所示，dc输入端的输入电压为vin，本发明实施例的多路输出直流电源电压分别为vo1/vo2/vo3，其中，vo1为输出主反馈电压，1-2脚为变压器t1的初级绕组np，3-4脚为变压器t1的次级绕组ns1，5-6脚为变压器t1的次级绕组ns2，图中黑点表示变压器t1的同名端。其中二极管d1的正向压降为vd1，二极管d2的正向压降为vd2，二极管d3的正向压降为vd3，开关管u1导通占空比为d。

当u1导通时，变压器相当于一个电感，流经np侧的电流线性上升，并达到峰值，储存能量，该过程中续流二极管d1和整流二极管d2、d3反向偏置关断；当u1截止时，变压器t1的初级绕组电流减小，续流二极管d1正向偏置导通，同时副边整流二极管d2、d3也正向偏置导通，初级线圈存储的能量传递到次级，提供负载电流。

由伏秒平衡原理可得：

vin*d=vo1*(1-d)；

简化公式可得：vo1=vin*d/(1-d)（7）；

由变压器的工作原理可得：

(vo1+vd1)/np=(vo2+vd2)/ns1（8）；

(vo1+vd1)/np=(vo3+vd2)/ns2（9）；

通过（7）、（8）、（9）可得：

vo2=(vo1+vd1)*ns2/np-vd2；

vo3=(vo1+vd1)*ns3/np-vd3。

由上述原理可得，为保证各输出电压，只要控制变压器原副边匝比即可。本发明实施例的电路简单可靠，适用性强。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。