電流控制模式多路輸出開關電源的研制

2.3 穩(wěn)壓過程的分析

電流控制型脈寬調(diào)制實際上是利用誤差信號去控制變壓器初級線圈中的電流。電路主要由調(diào)整脈寬來穩(wěn)定＋5V/4A輸出，而±12V/1A由于和＋5V線圈緊密耦合，所以，利用三端穩(wěn)壓器來穩(wěn)壓。

圖4所示，TL431是精密可調(diào)基準電源，穩(wěn)壓值為2.5～36V連續(xù)可調(diào)，工作時電路自行調(diào)節(jié)陰極K端電壓，以使R端電壓Uref保持在2.5V。而輸出電壓Uo=Uref〔1＋R13/（R14＋RES3）〕≈UKA，由于Uref穩(wěn)定在2.5V，若改變R13/（R14＋RES3〕就可以改變輸出。本設計中Uo=2.5×〔1＋3.3kΩ/(1.5kΩ＋RES3))，如取RES3=1.8kΩ，則輸出為5V。

圖 4 精 密 可 調(diào) 基 準 電 源

調(diào)節(jié)過程如下：

當負載變化時，例如load↑→Uo↑→Uref↓→UKA↓→(Uo－UKA)↓→光耦原邊i↓→光耦副邊三極管Uce↑→PWM比較器反向輸入端Ue↑→D↑→Uo↑；可見負載增大，電源自動調(diào)節(jié)占空比，使輸出穩(wěn)定，反之亦然。

當輸入電壓升高時，即Ui↑→(Ui/L)↑→Uo↑→PWM比較器正向輸入端Ucs↑→D↓→Uo↓；可見輸入電壓波動是前饋調(diào)節(jié)，速度快，當然輸入電壓的變化也會影響輸出，產(chǎn)生誤差進而調(diào)節(jié)，這樣線形調(diào)整率更佳。

當調(diào)整RES3改變輸出時，例如RES3↑→（R14＋RES3）↑→Uo↓→(Uo－UKA)↑→光耦原邊i↓→D↓→Uo↓；可見其與負載變化調(diào)整情況相反，調(diào)大RES3是降低輸出電壓，占空比隨之減小，從而穩(wěn)定輸出。

3 高頻變壓器的設計

高頻變壓器是開關電源的關鍵，其決定著電源的性能，本電源的參數(shù)：＋5V/4A，±12V/1A，Po=45W，η=80％，DN=25％。

設計選用EI型的鐵氧體鐵芯R2KB，常溫時最大磁感應強度Bm=0.5mT，磁芯的有效截面積：Sc=125mm2。N1～4分別為輸入、＋5V輸出、饋電、±12V輸出繞組匝數(shù)，Ui=300V為輸入直流電壓，UD為二極管導通壓降取0.7V，DN=25％為額定占空比。

1）變壓器匝比

n=（1）

將DN，Ui，Uo=5V代入式（1）得n=0.057。

2）原邊繞組電感

L=（2）

將DN，Ui，T=1/fosc=1/50×103=20μs，Po，η代入式（2）得L=1mH。

3）原、副邊繞組匝數(shù)

N1=（3）

將ΔB=0.15T(為了防止磁芯飽和，取ΔBBm)，Sc=125mm2代入式（3）得N1=80匝，則

N2=N1n=4.6，取5匝，