一種新型的磁反饋電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型的磁反饋電路，包括：采樣分壓單元，用于對電源的輸出電壓Vout進行分壓采樣，并輸出采樣的電壓信號；誤差放大單元，對所述采樣分壓單元輸出的電壓信號進行比較和誤差放大，并輸出該誤差放大信號；磁隔離反饋單元，將所述誤差放大信號耦合到原邊；充電單元，原邊的高頻CLK信號給保持電容C1充電；環(huán)路補償單元，用于給誤差放大單元進行環(huán)路補償；只利用控制芯片的時鐘腳驅(qū)動磁反饋變壓器，器件數(shù)量較少，電路簡單，動態(tài)特性好。
【專利說明】一種新型的磁反饋電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隔離反饋電路領(lǐng)域，尤其涉及一種新型的磁反饋電路。
【背景技術(shù)】
[0002]光耦隔離反饋在工業(yè)應(yīng)用中最為廣泛，但是受限于光耦固有的發(fā)光二極管及光敏器件的老化問題，其使用壽命、可靠性遠遠不如磁隔離反饋。在一些特殊場合(如航天、航天電源)必須采用磁反饋技術(shù)。
[0003]磁反饋是利用高頻開關(guān)量驅(qū)動反饋磁變壓器，通過變壓器的把副邊的采樣量變換到原邊進行閉環(huán)控制。目前常用的磁反饋技術(shù)主要以IR、VPT及TI的UC1901系列芯片為主，這些技術(shù)各有優(yōu)缺點:IR的磁反饋技術(shù)器件較多，需要在原邊產(chǎn)生一個電流源，占用電源空間較大；VPT的磁反饋技術(shù)需要兩個磁環(huán)，體積較大；TI的磁反饋技術(shù)需要專門控制芯片，高等級芯片價格昂貴且較難獲得。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種新型的磁反饋電路，利用控制芯片的時鐘腳驅(qū)動磁反饋變壓器，器件數(shù)量較少，動態(tài)特性好。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是一種新型的磁反饋電路，包括:
米樣分壓單兀，用于對電源的輸出電壓Vout進行分壓米樣，并輸出米樣的電壓信號；誤差放大單元，對所述采樣分壓單元輸出的電壓信號進行比較和誤差放大，并輸出該誤差放大信號；
磁隔離反饋單元，將所述誤差放大信號耦合到原邊；
充電單元，原邊的高頻CLK信號給保持電容Cl充電；
環(huán)路補償單元，用于給誤差放大單元進行環(huán)路補償；
其中，所述充電單元包括晶體二極管D1、電阻Rl和控制芯片，所述二極管Dl的陽極連接所述控制芯片的時鐘引腳CLK，二極管Dl的陰極通過電阻Rl連接保持電容Cl的一端；所述磁隔離反饋單元包括磁反饋變壓器TX和開關(guān)管Ql，所述磁反饋變壓器TX的第I端連接電阻Rl和保持電容Cl，磁反饋變壓器TX的第2端連接開關(guān)管Ql的漏極，磁反饋變壓器TX的第3端連接磁隔離反饋單元的輸入端；所述開關(guān)管Ql的源極連接保持電容Cl的一端，開關(guān)管Ql的柵極連接所述控制芯片的時鐘引腳CLK。初始條件下，副邊的誤差放大單元沒上電，其輸出處于高阻狀態(tài)，原邊的高頻的CLK信號通過Dl和Rl給保持電容Cl充電，芯片發(fā)出PWM驅(qū)動開關(guān)管Ql,電源開始工作，輸出電壓Vout上升,副邊的誤差放大電路上電工作；當(dāng)輸出電壓Vout上升超過設(shè)定時，誤差放大單元的輸出Vo變?yōu)榱?，原邊采樣電壓Vc也隨即變?yōu)榈碗娖剑刂菩酒P(guān)閉PWM輸出，該反饋回路在每個CLK信號周期內(nèi)動態(tài)調(diào)整輸出電壓，使其保持為設(shè)定值，實現(xiàn)了閉環(huán)控制。該技術(shù)方案不需要專門的芯片或者電流源，只需利用控制芯片的時鐘腳驅(qū)動磁反饋變壓器，器件數(shù)量較少，動態(tài)特性好。
[0006]進一步地，所述誤差放大單元包括電阻R4和三端穩(wěn)壓芯片TL431，所述三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極通過電阻R4連接輸出電壓的采樣點，三端穩(wěn)壓芯片TL431的陽極接地，三端穩(wěn)壓芯片TL431的參考極連接所述采樣分壓單元；磁反饋變壓器TX的副邊與三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極和陽極并聯(lián)。
[0007]進一步地，所述誤差放大單元包括電阻R4和運算放大器，所述運算放大器的輸出端通過電阻R4連接輸出電壓的采樣點，運算放大器的反向輸入端連接所述采樣分壓單元，運算放大器的同向輸入端連接基準(zhǔn)電壓Vref ;所述運算放大器的輸出端連接磁反饋變壓器TX的第3端；磁反饋變壓器TX的第4端接地。
[0008]進一步地，采樣分壓單元包括串聯(lián)的電阻R2和R3，電阻R2的一端連接輸出電壓的采樣點；電阻R3的一端接地；三端穩(wěn)壓芯片TL431的參考極連接電阻R2和R3的中間。
[0009]進一步地，環(huán)路補償單元包括電容C2、電容C3以及電阻R5，所述電阻R5與電容C3串聯(lián)，所述電阻R5的另一端連接三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極，所述電容C3的另一端連接三端穩(wěn)壓芯片TL431的參考極；所述電容C2分別連接三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極和參考極。
[0010]進一步地，環(huán)路補償單元包括電容C2、電容C3以及電阻R5，所述電阻R5與電容C3串聯(lián)，所述電阻R5的另一端連接運算放大器的輸出端，所述電容C3的另一端連接運算放大器的反向輸入端；所述電容C2分別連接運算放大器的輸出端和反向輸入端。
[0011]進一步地，磁反饋變壓器TX的第I端和第3端為同名端。
[0012]進一步地，所述控制芯片的型號為UC1823或UC1825。
[0013]有益效果:只利用控制芯片的時鐘腳驅(qū)動磁反饋變壓器，器件數(shù)量較少，電路簡單，動態(tài)特性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種實施例的電路結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明另一種實施例的電路圖；
圖3是本發(fā)明另一種實施例的電路圖。
[0015]圖中標(biāo)記:1-采樣分壓單元；2_誤差放大單元；3_磁隔離反饋單元；4_充電單元;5-環(huán)路補償單元。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較優(yōu)的實施例作進一步的詳細說明:
參見圖1和圖2, —種新型的磁反饋電路，包括:
米樣分壓單兀I，用于對電源的輸出電壓Vout進行分壓米樣,并輸出米樣的電壓信號；誤差放大單元2，對所述采樣分壓單元I輸出的電壓信號進行比較和誤差放大，并輸出該誤差放大信號；
磁隔離反饋單元3，將所述誤差放大信號耦合到原邊；
充電單元4，原邊的高頻CLK信號給保持電容Cl充電；
環(huán)路補償單元，用于給誤差放大單元2進行環(huán)路補償；
其中，所述充電單元4包括晶體二極管D1、電阻Rl和控制芯片，所述二極管Dl的陽極連接所述控制芯片的時鐘引腳CLK，二極管Dl的陰極通過電阻Rl連接保持電容Cl的一端；所述磁隔離反饋單元3包括磁反饋變壓器TX和開關(guān)管Ql，所述磁反饋變壓器TX的第I端連接電阻Rl和保持電容Cl，磁反饋變壓器TX的第2端連接開關(guān)管Ql的漏極，磁反饋變壓器TX的第3端連接磁隔離反饋單元3的輸入端；所述開關(guān)管Ql的源極連接保持電容Cl的一端，開關(guān)管Ql的柵極連接所述控制芯片的時鐘引腳CLK。初始條件下，副邊的誤差放大單元2沒上電，其輸出處于高阻狀態(tài)，原邊的高頻的CLK信號通過Dl和Rl給保持電容Cl充電，芯片發(fā)出PWM驅(qū)動開關(guān)管Q1，電源開始工作，輸出電壓Vout上升，副邊的誤差放大電路上電工作；當(dāng)輸出電壓Vout上升超過設(shè)定時，誤差放大單元2的輸出No變?yōu)榱?，原邊采樣電壓Vc也隨即變?yōu)榈碗娖剑刂菩酒P(guān)閉PWM輸出，該反饋回路在每個CLK信號周期內(nèi)動態(tài)調(diào)整輸出電壓，使其保持為設(shè)定值，實現(xiàn)了閉環(huán)控制。該技術(shù)方案不需要專門的芯片或者電流源，只需利用控制芯片的時鐘腳驅(qū)動磁反饋變壓器，器件數(shù)量較少，動態(tài)特性好。
[0017]參見圖2，所述誤差放大單元2包括電阻R4和三端穩(wěn)壓芯片TL431，所述三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極通過電阻R4連接輸出電壓的采樣點，三端穩(wěn)壓芯片TL431的陽極接地，三端穩(wěn)壓芯片TL431的參考極連接所述采樣分壓單元I ;磁反饋變壓器TX的副邊與三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極和陽極并聯(lián)。
[0018]參見圖3，所述誤差放大單元2包括電阻R4和運算放大器，所述運算放大器的輸出端通過電阻R4連接輸出電壓的采樣點，運算放大器的反向輸入端連接所述采樣分壓單元1，運算放大器的同向輸入端連接基準(zhǔn)電壓Vref ;所述運算放大器的輸出端連接磁反饋變壓器TX的第3端；磁反饋變壓器TX的第4端接地。
[0019]參見圖2和圖3，采樣分壓單元I包括串聯(lián)的電阻R2和R3，電阻R2的一端連接輸出電壓的采樣點；電阻R3的一端接地；三端穩(wěn)壓芯片TL431的參考極連接電阻R2和R3的中間。
[0020]參見圖2，環(huán)路補償單元5包括電容C2、電容C3以及電阻R5，所述電阻R5與電容C3串聯(lián)，所述電阻R5的另一端連接三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極，所述電容C3的另一端連接三端穩(wěn)壓芯片TL431的參考極；所述電容C2分別連接三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極和參考極。
[0021]參見圖3，環(huán)路補償單元5包括電容C2、電容C3以及電阻R5，所述電阻R5與電容C3串聯(lián)，所述電阻R5的另一端連接運算放大器的輸出端，所述電容C3的另一端連接運算放大器的反向輸入端；所述電容C2分別連接運算放大器的輸出端和反向輸入端。
[0022]參見圖1至3，磁反饋變壓器TX的第I端和第3端為同名端。
[0023]優(yōu)選地，所述控制芯片的型號為UC1823。
[0024]優(yōu)選地，所述控制芯片的型號為UC1825。
[0025]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型的磁反饋電路，其特征在于，包括: 米樣分壓單兀，用于對電源的輸出電壓Vout進行分壓米樣，并輸出米樣的電壓信號； 誤差放大單元，對所述采樣分壓單元輸出的電壓信號進行比較和誤差放大，并輸出該誤差放大信號； 磁隔離反饋單元，將所述誤差放大信號耦合到原邊； 充電單元，原邊的高頻CLK信號給保持電容Cl充電； 環(huán)路補償單元，用于給誤差放大單元進行環(huán)路補償； 其中， 所述充電單元包括晶體二極管D1、電阻Rl和控制芯片，所述二極管Dl的陽極連接所述控制芯片的時鐘引腳CLK，二極管Dl的陰極通過電阻Rl連接保持電容Cl的一端； 所述磁隔離反饋單元包括磁反饋變壓器TX和開關(guān)管Ql，所述磁反饋變壓器TX的第I端連接電阻Rl和保持電容Cl，磁反饋變壓器TX的第2端連接開關(guān)管Ql的漏極，磁反饋變壓器TX的第3端連接磁隔離反饋單元的輸入端；所述開關(guān)管Ql的源極連接保持電容Cl的一端，開關(guān)管Ql的柵極連接所述控制芯片的時鐘引腳CLK。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的磁反饋電路，其特征在于:所述誤差放大單元包括電阻R4和三端穩(wěn)壓芯片TL431，所述三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極通過電阻R4連接輸出電壓的采樣點，三端穩(wěn)壓芯片TL431的陽極接地，三端穩(wěn)壓芯片TL431的參考極連接所述采樣分壓單元；磁反饋變壓器TX的副邊與三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極和陽極并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的磁反饋電路，其特征在于:所述誤差放大單元包括電阻R4和運算放大器，所述運算放大器的輸出端通過電阻R4連接輸出電壓的采樣點，運算放大器的反向輸入端連接所述采樣分壓單元，運算放大器的同向輸入端連接基準(zhǔn)電壓Vref;所述運算放大器的輸出端連接磁反饋變壓器TX的第3端；磁反饋變壓器TX的第4端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的新型的磁反饋電路，其特征在于:采樣分壓單元包括串聯(lián)的電阻R2和R3，電阻R2的一端連接輸出電壓的采樣點；電阻R3的一端接地；三端穩(wěn)壓芯片TL431的參考極連接電阻R2和R3的中間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型的磁反饋電路，其特征在于:環(huán)路補償單元包括電容C2、電容C3以及電阻R5，所述電阻R5與電容C3串聯(lián)，所述電阻R5的另一端連接三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極，所述電容C3的另一端連接三端穩(wěn)壓芯片TL431的參考極；所述電容C2分別連接三端穩(wěn)壓芯片TL431的陰極和參考極。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型的磁反饋電路，其特征在于:環(huán)路補償單元包括電容C2、電容C3以及電阻R5，所述電阻R5與電容C3串聯(lián)，所述電阻R5的另一端連接運算放大器的輸出端，所述電容C3的另一端連接運算放大器的反向輸入端；所述電容C2分別連接運算放大器的輸出端和反向輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的磁反饋電路，其特征在于:磁反饋變壓器TX的第I端和第3端為同名端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的磁反饋電路，其特征在于:所述控制芯片的型號為UC1823 或 UC1825。
【文檔編號】G05F1/13GK103760938SQ201410002406
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】單文鋒, 張東來, 王超, 陳淡生 申請人:深圳市航天新源科技有限公司