[发明专利]一种多路输出的交叉调整电路及其交叉调整方法

说明书

本发明提供了一种多路输出的交叉调整电路，所述交叉调整电路包括：一输入端；至少两个输出端，其中一个第一输出端连接有一反馈电路，所述反馈电路连接至所述输入端，并用于通过调整输入端来保持该第一输出端的输出电压，其中，在所述第一输出端以外的其他输出端上游均依次串联有第一电阻(R₁)和第一电感(L₁)，所述第一电阻(R₁)和第一电感(L₁)用于进行交叉调整。本发明还提供了该电路的交叉调整方法，通过任一输出支路上的寄生电感及其负载以及第一输出支路上的寄生电感来联立方程得到第一电感(L₁)的电感值和第一电阻(R₁)的电阻值。本发明能够有效地进行交叉调整，并且造价低。

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，多路输出的交叉调整电路及其交叉调整方法。

背景技术

交叉调整电路被广泛地应用于工业自动化领域，例如在大型工业器械人机交互界面上。其中，变压器通常被用于产生安全隔离的多路输出电路。尤其是在低压工业领域，基于反激拓扑(Flyback)的多路输出隔离电路非常常用，这是由于它功耗低，并且易于得到多路功率输出。然而，如何交叉调整(Cross regulation)是需要考虑的问题，这是由于一个输出支路的输出电压数值会极大地受到其他支路的影响，例如其他支路的负载变化等因素。特别是在完全隔离应用场景下，交叉调整显得尤为重要。对于硬件开发者来说，交叉调整通常需要花费很长时间。

图1是现有技术的多路输出的隔离电路的电路连接图。如图1所示，电路左部分设置了一个变压器电路，输入电压V_dc和输出电压V₁、V₂应当按照变压器原理，按照三者在铁芯上的匝数确定。然而，由于输出电压V₁和V₂所在的两条输出支路是临近设置的，因此当输出电压V₁所在支路的负载变化时，为了交叉调整从而得到准确的输出电压V₂，现有技术在输出电压V₂的电路上游设置了一低压差稳压电路101(low dropout regulator)，用于对输出电压V₂进行稳压。

反而，现有技术利用低压差稳压电路来调整输出电压存在一些缺点，例如成本高。并且，电路的功率损耗大，尤其是在输出电压V₁、V₂支路的负载很多时。

如图2所示，现有技术还利用在输出电压V₂的上游设置一个并联接地的虚负载器件102来消耗掉输出电压V₂支路的多余电压。反而，虚负载并不适用于所有情况，它只尤其适用于当输出电压V₁支路负载大而输出电压V₂支路负载小的情况。并且，虚负载102会增大系统能量损失。输出电压V₁支路负载越大，虚负载102占用的印刷电路板(PCB)的面积就越大，这是基于散热因素考虑的。

如图3所示，现有技术还利用变压器电路输入和输出绕铁芯不同的“三明治绕法”来进行交叉调整，其中，N_p表示变压器输入的初级线圈的匝数，N_s1表示变压器输出电压V₁对应的次级线圈的匝数，N_s2表示变压器输出电压V₂对应的次级线圈的匝数。如图3所示，在骨架103上首先绕上初级线圈一半的匝数N_p/2，然后再依次缠绕次级线圈N_s1和N_s1，最后再绕上初级线圈一半的匝数N_p/2。“三明治绕法”的缺陷在于，其必须在交叉调整和电磁兼容性做权衡，也会增加变压器的成本。并且，通常骨架103很长，当次级线圈只有少数几圈的情况下，很难进行均匀地缠绕。

发明内容

本发明提供了一种多路输出的交叉调整电路及其交叉调整方法。