开关电源输出负载改善电路及供电电源的制作方法
1.本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种开关电源输出负载改善电路及供电电源。
背景技术：
2.随着电力电子技术的发展，电子电气产品的功能也越来越多，这就导致同一产品中对其供电的电压种类也越来越多，这种情况下，电子产品的供电电源有2种选择：方案一是多个单路输出电源给其供电，每个电源的输出电压均不同。方案二是同一个开关电源，从开关电源的变压器中增加几个绕组进行整流滤波达到多组电压给相应的电路供电。由于方案二的成本较低，所以方案在实际应用是首先的选择，在电子产品中应用范围很广。然而这种方案会因负载的波动造成输出电压产生改变，从而导致输出电压不符合负载工作的电压精度要求，影响了电子产品的正常工作甚至损坏电子产品。
技术实现要素：
3.为了克服现有技术的不足，本实用新型提出一种开关电源输出负载改善电路及供电电源，在输出负载改善电路中设置第一负载电路、第二负载电路，在将第一负载电路、第二负载电路分别与开关电源的不同输出端连接时，将二者电连接在一起，从而利用第一负载电路、第二负载电路使开关电源输出端保持电压稳定输出，消除了电压改变对电子产品工作的影响，保护了电子产品的工作安全，提升了的用户的使用体验。
4.为解决上述问题，本实用新型采用的一个技术方案为：一种开关电源输出负载改善电路，所述开关电源输出负载改善电路包括：第一负载电路、第二负载电路以及电压基准电路，所述第一负载电路包括第一负载电阻、第一三极管、光耦电路、第一积分电路、电压基准电路以及第一分压电路，所述第一负载电阻的第一端与开关电源的第一输出端的正极连接，第二端与第一三极管的集电极连接，第一三极管的发射极与第一分压端的负极连接，所述光耦电路的输出端分别与第一负载电阻的第一端、第一三极管的基极连接，输入端分别与所述第一积分电路的输出端、第一分压电路的第一端连接，所述第一分压电路的输出端与开关电源的第二输出端的负极连接，所述第一积分电路的第一输入端与所述第一分压电路的分压端连接，第二输入端与所述电压基准电路的电压基准端连接；所述第二负载电路包括第二负载电阻、第二三极管、第二积分电路、第二分压电路，所述第二负载电阻的第一端与所述开关电源的第二输出端的正极、电压基准电路的输入端、第二分压电路的输入端、第一分压电路的输入端连接，第二端与第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极与第二输出端的负极、电压基准电路的输出端、第二分压电路的输出端、第一分压电路的输出端连接，基极与所述第二积分电路的输出端连接，所述第二积分电路的第一输入端与所述电压基准端连接，第二输入端与所述第二分压电路的分压端连接。
5.进一步地，所述光耦电路包括第六电阻、光耦以及第五电阻，所述光耦的第一输出端通过第六电阻与第一负载电阻的第一端连接，第二输出端与第一三极管的基极连接，光
耦的第一输入端通过第五电阻与开关电源的第二输出端的正极连接，第二输入端与第一积分电路的输出端连接。
6.进一步地，所述第一积分电路包括第二电容、第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端与所述电压基准端连接，反相输入端与所述第二电容的一端、第一运算放大器的输出端、光耦的第二输入端连接。
7.进一步地，所述第一分压电路包括第七电阻、第八电阻，所述第七电阻的一端通过所述第五电阻与光耦连接，另一端与所述第八电阻的第一端、第一运算放大器的反相输入端连接，第八电阻的第二端与开关的第二输出端的负极连接。
8.进一步地，所述电压基准电路包括第一电阻、电压基准芯片，所述第一电阻的一端与开关电源的第二输出端的正极连接，另一端与电压基准芯片的一端连接，电压基准芯片的电压基准端与第一积分电路的第二输入端连接，另一端与开关电源的第二输出端的负极连接。
9.进一步地，所述第二积分电路包括第一电容、第二运算放大器，所述第一电容的一端与第二运算放大器的输出端、第二三极管的基极连接，另一端与第二运算放大器的同相输入端、第二分压电路的分压端连接，所述第二运算放大器的反相输入端与所述电压基准端连接，且所述第二运算放大器的正向电压输入端与开关电源的第二输出端的正极连接，负向电压输入端与开关电源的第二输出端的负极连接。
10.进一步地，所述第二分压电路包括第三电阻、第四电阻，所述第三电阻的一端与所述开关电源的第二输出端的正极连接，另一端与第四电阻的第一端、第二运算放大器的反相输入端连接，所述第四电阻的第二端与第二运算放大器的负向电压输入端连接。
11.基于相同的发明构思，本实用新型还提出一种供电电源，所述供电电源包括开关电源、至少一个如上所述的开关电源输出负载改善电路，所述开关电源包括至少两个输出端，每两个输出端与一个所述开关电源输出负载改善电路连接。
12.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：在输出负载改善电路中设置第一负载电路、第二负载电路，在将第一负载电路、第二负载电路分别与开关电源的不同输出端连接时，将二者电连接在一起，从而利用第一负载电路、第二负载电路使开关电源输出端保持电压稳定输出，消除了电压改变对电子产品工作的影响，保护了电子产品的工作安全，提升了的用户的使用体验。
附图说明
13.图1为本实用新型开关电源输出负载改善电路一实施例的电路图；
14.图2为现有技术中的开关电源一实施例的电路图；
15.图3为本实用新型供电电源一实施例的结构图。
16.图中：rl1、第一负载电阻；q1、第一三极管；rl2、第二负载电阻；q2、第二三极管；r6、第六电阻；u5、光耦；r5、第五电阻；c2、第二电容；u4b、第一运算放大器；r7、第七电阻；r8、第八电阻；r1、第一电阻；u31、电压基准芯片；c1、第一电容；u4a、第二运算放大器；r2、第二电阻；r3、第三电阻；r4、第四电阻；rl1a、第一负载；rl2a、第二负载；u3、稳压芯片；op、晶闸管；u2、第一光耦。
具体实施方式
17.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，通常在此处附图中描述和示出的各本公开实施例在不冲突的前提下，可相互组合，其中的结构部件或功能模块可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
18.在本技术公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
19.请参阅图1-图2，其中，图1为本实用新型开关电源输出负载改善电路一实施例的电路图；图2为现有技术中的开关电源一实施例的电路图。结合图1-图2对本实用新型开关电源输出负载改善电路进行说明。
20.如图2所示，vo1和vo2分别是开关电源的第一路输出电压和第二路输出电压，图1中的第一负载rl1a，第二负载rl2a是指分别是vo1和vo2的负载，此负载代表电子产品(如断电器、主板等等)。
21.vo1是开关电源的主路输出电压，是闭环控制的，负载从0-100％时，其输出电压精度均可控制在
±
1％以内，vo2是开关电源的辅路输出，是开环设计的，在其负载rl1a＝rl2a时，vo1和vo2的输出关系式是：vo1/n1＝vo2/n2。其原理是，vo1的第一负载rl1a一定时，其通过图2中稳压芯片u3(az431)经过第一光耦u2去控制pwm控制，pwm控制器输出一定的占空比(d)的电信号去驱动原边主绕组np上的晶闸管op，这样原边绕组得到一个占空比(d)的电信号波形，根据变压器的原理，次边绕组n1和n2也得到相同占空比(d)的电信号波形，因此简单理论计如下：vin*d/np＝vo1*d/n1,vin*d/np＝vo2*d/n2，vin为主绕组的电压。所以vo1/n1＝vo2/n2公式成立，由于vo2是开环设计，其占空比d是受到vo1的第一负载rl1a的控制，因此在负载相等的情况下，其输出精度能控制在
±
5％以内。
22.但是第一负载rl1a，第二负载rl2a的特性是动态的，不稳定的。这就导致输出vo2的输出变化很大，有可能超出第二负载rl2a的供电要求，最终导致第二负载rl2a失效。其变化的情况如下几种情况(见表格1)
23.(由于vo1是闭环控制的，电压是稳定的，在此及下列几种情况均不再说明vo1的电压情况，只说明vo2的变化。)
24.[0025][0026]
因此目前市面上通常的办法是如图2所示，分别在电源输出端vo1和vo2上并联一个负载电阻rl3和rl4，这个负载电阻的作用是假负载，负载电阻的选定设计在额定负载的10-20％。这样vo2不管是vo1的负载rl1a变化如何，其变化范围均在第二负载rl2a的适用范围内。这个电路简单可靠，缺点：1是vo1和vo2白白损耗了10-20％能量，2是由于负载电阻
rl3和rl4一直有电流流过，所以工作温度较高，此热量散热到电源中，引起电源发热较为严重，对电源的寿命也不好。
[0027]
为了解决上述问题，本实用新型提出一种开关电源输出负载改善电路。在本实施例中，开关电源输出负载改善电路包括：第一负载电路、第二负载电路以及电压基准电路，第一负载电路包括第一负载电阻rl1、第一三极管q1、光耦电路、第一积分电路、电压基准电路以及第一分压电路，第一负载电阻rl1的第一端与开关电源的第一输出端的正极连接，第二端与第一三极管q1的集电极连接，第一三极管q1的发射极与第一分压端的负极连接，光耦电路的输出端分别与第一负载电阻rl1的第一端、第一三极管q1的基极连接，输入端分别与第一积分电路的输出端、第一分压电路的第一端连接，第一分压电路的输出端与开关电源的第二输出端的负极连接，第一积分电路的第一输入端与第一分压电路的分压端连接，第二输入端与电压基准电路的电压基准端连接；第二负载电路包括第二负载电阻rl2、第二三极管q2、第二积分电路、第二分压电路，第二负载电阻rl2的第一端与开关电源的第二输出端的正极、电压基准电路的输入端、第二分压电路的输入端、第一分压电路的输入端连接，第二端与第二三极管q2的集电极连接，第二三极管q2的发射极与第二输出端的负极、电压基准电路的输出端、第二分压电路的输出端、第一分压电路的输出端连接，基极与第二积分电路的输出端连接，第二积分电路的第一输入端与电压基准端连接，第二输入端与第二分压电路的分压端连接。
[0028]
其中，开关电源的第一输出端、第二输出端分别输出一组电压以给连接的负载供电。
[0029]
在本实施例中，光耦电路包括第六电阻r6、光耦u5以及第五电阻r5，光耦u5的第一输出端通过第六电阻r6与第一负载电阻rl1的第一端连接，第二输出端与第一三极管q1的基极连接，光耦u5的第一输入端通过第五电阻r5与开关电源的第二输出端的正极连接，第二输入端与第一积分电路的输出端连接。光耦u5的第一输入端、第二输入端用于接收电流产生光信号，第一输出端、第二输出端根据该光信号相应导通或截止。
[0030]
在一个具体的实施例中，第一积分电路输出低电平时，光耦u5工作，即第一输出端、第二输出端之间导通，在第一积分电路输出高电平时，光耦u5不工作，第一输出端、第二输出端之间截止。
[0031]
第一积分电路包括第二电容c2、第一运算放大器u4b，第一运算放大器u4b的同相输入端与电压基准端连接，反相输入端与第二电容c2的一端、第一运算放大器u4b的输出端、光耦u5的第二输入端连接。
[0032]
第一分压电路包括第七电阻r7、第八电阻r8，第七电阻r7的一端通过第五电阻r5与光耦u5连接，另一端与第八电阻r8的第一端、第一运算放大器u4b的反相输入端连接，第八电阻r8的第二端与开关的第二输出端的负极连接。
[0033]
电压基准电路包括第一电阻r1、电压基准芯片u31，第一电阻r1的一端与开关电源的第二输出端的正极连接，另一端与电压基准芯片u31的一端连接，电压基准芯片u31的电压基准端与第一积分电路的第二输入端连接，另一端与开关电源的第二输出端的负极连接。
[0034]
在一个具体的实施例中，电压基准芯片u31的型号为az431，通过该电压基准芯片u31在电压基准端生成2.5v的基准电压。
[0035]
第二积分电路包括第一电容c1、第二运算放大器u4a，第一电容c1的一端与第二运算放大器u4a的输出端、第二三极管q2的基极连接，另一端与第二运算放大器u4a的同相输入端、第二分压电路的分压端连接，第二运算放大器u4a的反相输入端与电压基准端连接，且第二运算放大器u4a的正向电压输入端与开关电源的第二输出端的正极连接，负向电压输入端与开关电源的第二输出端的负极连接。
[0036]
在一个具体的实施例中，第二积分电路还包括第二电阻r2，第二运算放大器u4a、第一运算放大器u4b的正向电压输入端均通过第二电阻r2与开关电源的第二输出端的正极连接，第一运算放大器u4b的负向电压输入端与第二输出端的负极连接。
[0037]
第二分压电路包括第三电阻r3、第四电阻r4，第三电阻r3的一端与开关电源的第二输出端的正极连接，另一端与第四电阻r4的第一端、第二运算放大器u4a的反相输入端连接，第四电阻r4的第二端与第二运算放大器u4a的负向电压输入端连接。
[0038]
进一步地，第一负载rl1a的一端与开关电源的第一输出端的正极连接，另一端与开关电源的第一输出端的负极连接，第二负载rl2a的一端与开关电源的第二输出端的正极连接，另一端与开关电源的第二输出端的负极连接，利用，第一负载rl1a、第二负载rl2a分别代指开关电源的第一输出端连接的负载、第二输出端连接的负载。
[0039]
下面通过对开关电源输出负载改善电路的原理说明进一步介绍开关电源输出负载改善电路。
[0040]
本实用信息是针对假负载rl3和rl4长期工作中作无用的工作，并长期发热作为改善对策的，见图1，图中的第一负载电阻rl1和第一三极管q1代替图2中的假负载rl3，第二负载电阻rl2和第二三极管q2代替图2中的rl4。
[0041]
具体工作原理：见图2，第一电阻r1和电压基准芯片u31组成一个2.5v的稳压基准vref，给第二运算放大器u4a的引脚2以及第一运算放大器u4b的引脚6，第一运算放大器u4b、第二运算放大器u4a的供电是通过电阻r2连结至vo2，第三电阻r3、第四电阻r4串联分压后的电压v1连至第二运算放大器u4a的3脚，第七电阻r7、第八电阻r8串联分压的电压v2连至第一运算放大器u4b的5脚，v1、v2、vo2l、vo2h、vref的关系是，见上述表格，v1＝vo2h*r4/(r3+r4)＝vref，v2＝vo2l*r8/(r7+r8)＝vref。其中，vo2l为开关电源的第二输出端的电压精度范围对应的电压最小值，vo2h为开关电源的第二输出端的电压精度范围对应的电压最大值。
[0042]
场景
①
、开关电源的第二输出端的电压vo2的电压精度在设计范围内时，此时的v1《vref,v2》vref，根据运算放大器的原理，第二运算放大器u4a的1脚输出低电平，第一运算放大器的7脚输出高电平，1脚的低电平使得第二三极管q2处于截止状态，7脚高电平使得光耦u5的1，2脚处于等电平状态，光耦u5不工作，进而第一三极管q1也是处于不工作状态。所以此时第一负载电阻rl1和第二负载电阻rl2的假负载均不工作，电路损耗为0。
[0043]
场景
②
、开关电源的第二输出端的电压vo2的电压精度不在范围内，vo2》vo2h时，此时v1》vref,v2》》vref，此时第一运算放大器u4b的1脚、第二运算放大器的7脚输出高电平，驱动第二三极管q2导通，第二负载电阻rl2接入开关电源的第二输出端的正负两端进行工作，从而将vo2压至vo2h以内。7脚高电平，光耦u5，q1均不作，所以第一负载电阻rl1此时不工作，所以此时的电路的损耗仅由第二负载电阻rl2产生。
[0044]
场景
③
、当vo2《vo2l时，此时v2《vref,v1《vref，第一运算放大器u4b的1角，第二运
算放大器u4a的7脚均输出低电平。1脚的低电平将第二三极管q2截止，第二负载电阻rl2处于不工作状态。7脚的低电平使光耦u5工作，光耦的次级流过电流，通过vo1、第六电阻r6至第一三极管q1的基极，第一三极管q1导通，第一负载电阻rl1工作，这样vo2升至vo2l。
[0045]
基于相同的发明构思，本实用新型还提出一种供电电源，请参阅图3，图3为本实用新型供电电源一实施例的结构图，结合图3对本实用新型的供电电源进行说明。
[0046]
在本实施例中，供电电源包括开关电源、至少一个如上述实施例所述的开关电源输出负载改善电路，开关电源包括至少两个输出端，每两个输出端与一个开关电源输出负载改善电路连接。且开关电源输出负载改善电路连接的两个输出端中的一个采用闭环控制方式控制电压。
[0047]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0048]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征：
1.一种开关电源输出负载改善电路，其特征在于，所述开关电源输出负载改善电路包括：第一负载电路、第二负载电路以及电压基准电路，所述第一负载电路包括第一负载电阻、第一三极管、光耦电路、第一积分电路、电压基准电路以及第一分压电路，所述第一负载电阻的第一端与开关电源的第一输出端的正极连接，第二端与第一三极管的集电极连接，第一三极管的发射极与第一分压端的负极连接，所述光耦电路的输出端分别与第一负载电阻的第一端、第一三极管的基极连接，输入端分别与所述第一积分电路的输出端、第一分压电路的第一端连接，所述第一分压电路的输出端与开关电源的第二输出端的负极连接，所述第一积分电路的第一输入端与所述第一分压电路的分压端连接，第二输入端与所述电压基准电路的电压基准端连接；所述第二负载电路包括第二负载电阻、第二三极管、第二积分电路、第二分压电路，所述第二负载电阻的第一端与所述开关电源的第二输出端的正极、电压基准电路的输入端、第二分压电路的输入端、第一分压电路的输入端连接，第二端与第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极与第二输出端的负极、电压基准电路的输出端、第二分压电路的输出端、第一分压电路的输出端连接，基极与所述第二积分电路的输出端连接，所述第二积分电路的第一输入端与所述电压基准端连接，第二输入端与所述第二分压电路的分压端连接。2.如权利要求1所述的开关电源输出负载改善电路，其特征在于，所述光耦电路包括第六电阻、光耦以及第五电阻，所述光耦的第一输出端通过第六电阻与第一负载电阻的第一端连接，第二输出端与第一三极管的基极连接，光耦的第一输入端通过第五电阻与开关电源的第二输出端的正极连接，第二输入端与第一积分电路的输出端连接。3.如权利要求2所述的开关电源输出负载改善电路，其特征在于，所述第一积分电路包括第二电容、第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端与所述电压基准端连接，反相输入端与所述第二电容的一端、第一运算放大器的输出端、光耦的第二输入端连接。4.如权利要求3所述的开关电源输出负载改善电路，其特征在于，所述第一分压电路包括第七电阻、第八电阻，所述第七电阻的一端通过所述第五电阻与光耦连接，另一端与所述第八电阻的第一端、第一运算放大器的反相输入端连接，第八电阻的第二端与开关的第二输出端的负极连接。5.如权利要求1所述的开关电源输出负载改善电路，其特征在于，所述电压基准电路包括第一电阻、电压基准芯片，所述第一电阻的一端与开关电源的第二输出端的正极连接，另一端与电压基准芯片的一端连接，电压基准芯片的电压基准端与第一积分电路的第二输入端连接，另一端与开关电源的第二输出端的负极连接。6.如权利要求1所述的开关电源输出负载改善电路，其特征在于，所述第二积分电路包括第一电容、第二运算放大器，所述第一电容的一端与第二运算放大器的输出端、第二三极管的基极连接，另一端与第二运算放大器的同相输入端、第二分压电路的分压端连接，所述第二运算放大器的反相输入端与所述电压基准端连接，且所述第二运算放大器的正向电压输入端与开关电源的第二输出端的正极连接，负向电压输入端与开关电源的第二输出端的负极连接。7.如权利要求6所述的开关电源输出负载改善电路，其特征在于，所述第二分压电路包括第三电阻、第四电阻，所述第三电阻的一端与所述开关电源的第二输出端的正极连接，另
一端与第四电阻的第一端、第二运算放大器的反相输入端连接，所述第四电阻的第二端与第二运算放大器的负向电压输入端连接。8.一种供电电源，其特征在于，所述供电电源包括开关电源、至少一个如权利要求1-7任一项所述的开关电源输出负载改善电路，所述开关电源包括至少两个输出端，每两个输出端与一个所述开关电源输出负载改善电路连接。
技术总结
本实用新型提供一种开关电源输出负载改善电路及供电电源，该输出负载改善电路中第一负载电阻与第一三极管的集电极连接，第一三极管与光耦电路的输出端连接，光耦电路的输入端分别与第一积分电路的输出端、第一分压电路的第一端连接，第一分压电路与开关电源的第二输出端连接，第一积分电路输入端与第一分压电路、电压基准电路的电压基准端连接；第二负载电阻的第一端与开关电源的第二输出端的正极连接，第二端与第二三极管的集电极连接，第二三极管的基极与第二积分电路的输出端连接，第二积分电路的输入端与电压基准端、第二分压电路的分压端连接。本实用新型消除了电压改变对电子产品工作的影响，保护了电子产品的工作安全。全。全。
