一種多路輸出開關(guān)電源的設(shè)計(jì)以及實(shí)際應(yīng)用原則

對(duì)現(xiàn)代電子系統(tǒng)，即便是最簡(jiǎn)單的由單片機(jī)和單一I/O接口電路所組成的電子系統(tǒng)來講，其電源電壓一般也要由+5V，±15V或±12V等多路組成，而對(duì)較復(fù)雜的電子系統(tǒng)來講，實(shí)際用到的電源電壓就更多了。目前主要由下述諸多電壓組合而成：

+3.3V，+5V，±15V，±12V，-5V，±9V，+18V，+24V、+27V、±60V、+135V、+300V、-200V、+600V、+1800V、+3000V、+5000V

(包括一個(gè)系統(tǒng)中需求多個(gè)上述相同電壓供電電源)等。不同的電子系統(tǒng)，不僅對(duì)上述各種電壓組合有嚴(yán)格的要求，而且對(duì)這些電源電壓的諸多電特性也有較嚴(yán)格的要求，如電壓精度，電壓的負(fù)載能力(輸出電流)，電壓的紋波和噪聲，起動(dòng)延遲，上升時(shí)間，恢復(fù)時(shí)間，電壓過沖，斷電延遲時(shí)間，跨步負(fù)載響應(yīng)，跨步線性響應(yīng)，交叉調(diào)整率，交叉干擾等。

多路輸出電源

對(duì)于電源應(yīng)用者來講，一般都希望其所選擇的電源產(chǎn)品為“傻瓜型”的，即所選擇的電源電壓只要負(fù)載不超過電源最大值，無論系統(tǒng)的各路負(fù)載特性如何變化，而各路電源電壓依然精確無誤。僅就這一點(diǎn)來講，目前絕大多數(shù)的多路輸出電源是不盡人意的。為了更進(jìn)一步說明多路輸出電源的特性，首先從圖1所示多路輸出開關(guān)電源框圖講起。

從圖1可以看到，真正形成閉環(huán)控制的只有主電路Vp，其它Vaux1、Vaux2等輔電路都處在失控之中。從控制理論可知，只有Vp無論輸入、輸出如何變動(dòng)(包括電壓變動(dòng)，負(fù)載變動(dòng)等)，在閉環(huán)的反饋控制作用下都能保證相當(dāng)高的精度(一般優(yōu)于0.5%)，也就是說Vp在很大程度上只取決于基準(zhǔn)電壓和采樣比例。對(duì)Vaux1，Vaux2而言，其精度主要依賴以下幾個(gè)方面：

1)T1主變器的匝比，這里主要取決于Np1：Np2或Np1：Np3

2)輔助電路的負(fù)載情況。

3)主電路的負(fù)載情況。

注：如果以上3點(diǎn)設(shè)定后，輸入電壓的變動(dòng)對(duì)輔電路的影響已經(jīng)很有限了。

圖1 多路輸出開關(guān)電源框圖

圖3 輔助電路加一個(gè)線性穩(wěn)壓調(diào)節(jié)器

在以上3點(diǎn)中，作為一個(gè)具體的開關(guān)電源變換器，主變壓器匝比已經(jīng)設(shè)定，所以影響輔助電路輸出電壓精度最大的因素為主電路和輔電路的負(fù)載情況。在開關(guān)電源產(chǎn)品中，有專門的技術(shù)指標(biāo)說明和規(guī)范電源的這一特性，即就是交叉負(fù)載調(diào)整率。為了更好地講述這一問題，先將交叉負(fù)載調(diào)整率的測(cè)量和計(jì)算方法講述如下。

電源變換器多路輸出交叉負(fù)載調(diào)整率測(cè)量與計(jì)算步驟

1)測(cè)試儀表及設(shè)備連接如圖2所示。

2)調(diào)節(jié)被測(cè)電源變換器的輸入電壓為標(biāo)稱值，合上開關(guān)S1、S2…Sn，調(diào)節(jié)被測(cè)電源變換器各路輸出電流為額定值，測(cè)量第j路的輸出電壓Uj，用同樣的方法測(cè)量其它各路輸出電壓。