一種多路輸出開關電源的設計以及實際應用原則

對現代電子系統，即便是最簡單的由單片機和單一I/O接口電路所組成的電子系統來講，其電源電壓一般也要由+5V，±15V或±12V等多路組成，而對較復雜的電子系統來講，實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

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

多路輸出電源

對于電源應用者來講，一般都希望其所選擇的電源產品為“傻瓜型”的，即所選擇的電源電壓只要負載不超過電源最大值，無論系統的各路負載特性如何變化，而各路電源電壓依然精確無誤。僅就這一點來講，目前絕大多數的多路輸出電源是不盡人意的。為了更進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(包括電壓變動，負載變動等)，在閉環(huán)的反饋控制作用下都能保證相當高的精度(一般優(yōu)于0.5%)，也就是說Vp在很大程度上只取決于基準電壓和采樣比例。對Vaux1，Vaux2而言，其精度主要依賴以下幾個方面：

1)T1主變器的匝比，這里主要取決于Np1：Np2或Np1：Np3

2)輔助電路的負載情況。

3)主電路的負載情況。

注：如果以上3點設定后，輸入電壓的變動對輔電路的影響已經很有限了。

圖1 多路輸出開關電源框圖

圖3 輔助電路加一個線性穩(wěn)壓調節(jié)器

在以上3點中，作為一個具體的開關電源變換器，主變壓器匝比已經設定，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載情況。在開關電源產品中，有專門的技術指標說明和規(guī)范電源的這一特性，即就是交叉負載調整率。為了更好地講述這一問題，先將交叉負載調整率的測量和計算方法講述如下。

電源變換器多路輸出交叉負載調整率測量與計算步驟

1)測試儀表及設備連接如圖2所示。

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