電源設(shè)計(jì)小訣竅：工程師教您如何有效地設(shè)計(jì)電源

反激式電源中的鐵氧體磁放大器

對(duì)于兩個(gè)輸出端都提供實(shí)際功率(5 V 2 A 和 12 V 3 A，兩者都可實(shí)現(xiàn)± 5%調(diào)節(jié))的雙路輸出反激式電源來(lái)說(shuō)，當(dāng)電壓達(dá)到 12 V 時(shí)會(huì)進(jìn)入零負(fù)載狀態(tài)，而無(wú)法在 5%限度內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。線性穩(wěn)壓器是一個(gè)可實(shí)行的解決方案，但由于價(jià)格昂貴且會(huì)降低效率，仍不是理想的解決方案。我們建議的解決方案是在 12 V 輸出端使用一個(gè)磁放大器，即便是反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可使用。

為了降低成本，建議使用鐵氧體磁放大器。然而，鐵氧體磁放大器的控制電路與傳統(tǒng)的矩形磁滯回線材料(高磁導(dǎo)率材料)的控制電路有所不用。鐵氧體的控制電路(D1 和 Q1)可吸收電流以便維持輸出端供電。該電路已經(jīng)過(guò)全面測(cè)試。變壓器繞組設(shè)計(jì)為 5 V 和 13 V 輸出。該電路在實(shí)現(xiàn) 12 V 輸出± 5%調(diào)節(jié)的同時(shí)，甚至還可以達(dá)到低于 1 W 的輸入功率(5 V 300 mW和12V零負(fù)載)

使用現(xiàn)有的消弧電路提供過(guò)流保護(hù)

考慮一下 5V2A 和 12V3A 反激式電源。該電源的關(guān)鍵規(guī)范之一便是當(dāng) 12 V 輸出端達(dá)到空載或負(fù)載極輕時(shí)，對(duì) 5 V 輸出端提供過(guò)功率保護(hù)(OPP)。這兩個(gè)輸出端都提出了± 5%的電壓調(diào)節(jié)要求。

對(duì)于通常的解決方案來(lái)說(shuō)，使用檢測(cè)電阻會(huì)降低交叉穩(wěn)壓性能，并且保險(xiǎn)絲的價(jià)格也不菲。而現(xiàn)在已經(jīng)有了用于過(guò)壓保護(hù)(OVP)的消弧電路。該電路能夠同時(shí)滿(mǎn)足 OPP 和穩(wěn)壓要求，使用部分消弧電路即可實(shí)現(xiàn)該功能。

對(duì)于通常的解決方案來(lái)說(shuō)，使用檢測(cè)電阻會(huì)降低交叉穩(wěn)壓性能，并且保險(xiǎn)絲的價(jià)格也不菲。而現(xiàn)在已經(jīng)有了用于過(guò)壓保護(hù)(OVP)的消弧電路。該電路能夠同時(shí)滿(mǎn)足 OPP 和穩(wěn)壓要求，使用部分消弧電路即可實(shí)現(xiàn)該功能。

從圖 2 可以看出，R1 和 VR1 形成了一個(gè) 12 V 輸出端有源假負(fù)載，這樣可以在 12 V 輸出端輕載時(shí)實(shí)現(xiàn) 12 V 電壓調(diào)節(jié)。在 5 V 輸出端處于過(guò)載情況下時(shí)，5 V 輸出端上的電壓將會(huì)下降。假負(fù)載會(huì)吸收大量電流。R1 上的電壓下降可用來(lái)檢測(cè)這一大量電流。Q1 導(dǎo)通并觸發(fā) OPP電路。有源并聯(lián)穩(wěn)壓器與假負(fù)載

在線電壓 AC 到低壓 DC 的開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品領(lǐng)域中，反激式是目前最流行的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這其中的一個(gè)主要原因是其獨(dú)有的成本效益，只需向變壓器次級(jí)添加額外的繞組即可提供多路輸出電壓。

通常，反饋來(lái)自對(duì)輸出容差有最嚴(yán)格要求的輸出端。然后，該輸出端會(huì)定義所有其它次級(jí)繞組的每伏圈數(shù)。由于漏感效應(yīng)的存在，輸出端不能始終獲得所需的輸出電壓交叉穩(wěn)壓，特別可以使用后級(jí)穩(wěn)壓器或假負(fù)載來(lái)防止輸出端電壓在此類(lèi)情況下升高。然而，由于后級(jí)穩(wěn)壓器或假負(fù)載會(huì)造成成本增加和效率降低，因而它們?nèi)狈ψ銐虻奈?，特別是在近年來(lái)對(duì)多種消費(fèi)類(lèi)應(yīng)用中的空載和/或待機(jī)輸入功耗的法規(guī)要求越來(lái)越嚴(yán)格的情況下，這一設(shè)計(jì)開(kāi)始受到冷落。圖 3中所示的有源并聯(lián)穩(wěn)壓器不僅可以解決穩(wěn)壓?jiǎn)栴}，還能夠最大限度地降低成本和效率影響。