多路输出开关电源的设计及应用原则

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1、多路输出开关电源的设计及应用原则

2、第1内容加载中...摘要：比较了诸多国内外多路输出电源的设计思想，提出并总结了现今多路输出电源的设计原则。关键词：500)this.style.ouseg(this)">图1多路输出开关电源框图500)this.style.ouseg(this)">图3辅助电路加一个线性稳压调节器在以上3点中，作为一个具体的500)this.style.ouseg(this)">图2测试仪表及设备连接500)this.style.ouseg(this)">图4改进型2路输出电路500)this.style.ouseg(this)">

3、图53路电源设计方案以图4原理为基础设计和应用电源时，应注意的原则为：1）2路最好为对称输出（功率对称，电压对称），无明显的主、辅电路之分，比如我们常用到的±12V，±15V等都属于此类；2）2路输出电压精度要求都不是太高，1％左右；3）2路输出交*调整率要求相对较高，2％左右。下面介绍一种通用性极强的3路电源设计方案，如图5所示。从图5可以看到，主＋5V输出与辅路±Vout(可以是±15V或±12V)输出电路不但反馈相互独立，而且其P（脉宽调制器），功率变换和变压器都是相互独立的。可以将此3路电源看成是由相互独立的1个＋5V电源和1个±Vout电源

4、共同组合而成。为了进一步减少二者之间的相互干扰和降低各自输出电压纹波的峰－峰值，应当进一步减小各独立电源的输入反射纹波（一般纹波峰－峰值应小于50mV，纹波有效值应小于10mV）和采用同步工作方式。24高频磁放大器稳压器在多路输出电源中，输出电路经常采用高频磁放大稳压器，它以低成本、高效率、高稳压精度和高可靠性，而在多路输出的稳压电源中得到了广泛应用。磁放大器能使开关电源得到精确的控制，从而提高了其稳定性。磁放大器磁芯可以用坡莫合金，铁氧体或非晶，纳米晶（又称超微晶）材料制作。非晶、纳米晶软磁材料因具有高磁导率，高矩形比和理想的高温稳定性，将其应用

5、于磁放大器中，能提供无与伦比的输出调节精确性，并能取得更高的工作效率，因而倍受青睐。非晶、纳米晶磁芯除上述特点外还具备以下优点：1）饱和磁导率低；2）矫顽力低；3）复原电流小；4）磁芯损耗少；磁放大输出稳压器没有采用晶闸管或半导体功率开关管等调压器件，而是在整流管输出端串联了一个可饱和扼流圈（如图6所示），所以它的损耗小。由图6可知，磁放大稳压器的关键是可控饱和电感Lsr和复位电路。可控饱和电感是由具有矩形BH回线的磁芯及其上的绕组组成，该绕组兼起工作绕组和控制绕组的作用。复位（RESET）是指磁通到达饱和后的去磁过程，使磁通或磁密回到起始的工作点

6、，称为磁通复位。由于磁放大稳压器所用的磁芯材料的特点（良好的矩形BH回线及高的磁导率），使得磁芯未饱和时的可控饱和电感对输入脉冲呈现高阻抗，相当于开路，磁芯饱和时可控饱和电感的阻抗接近于0，相当于短路。目前500)this.style.ouseg(this)">图6磁放大输出稳压电路500)this.style.ouseg(this)">图7辅路带磁放大器的典型应用电路500)this.style.ouseg(this)">图8完全利用磁放大器的稳压电路非晶合金的出现大大丰富了软磁材料。其中的钴基非晶合金具有中等的饱和磁感应强度，超微合金具有较高的

7、饱和磁感应强度，它们都具有极低的饱和磁致伸缩系数和磁晶各向异性。钴基非晶和超微晶在保持高方形比的同时可以具有很低的高频损耗，用于高频磁放大器中，可大大提高电源效率，大幅度减小重量、体积，是理想的高频磁放大器铁芯材料。3高频磁放大输出稳压器典型应用电路图7所示的多路输出电源，其主路为闭环反馈P控制方式，辅路为磁放大式稳压电源。由于辅路磁放大输入电压波形受控于变压器主、辅绕组比，以及主路的工作状态（主路输出电压的高低和主路负载的高低等），所以辅路的交*负载调整率仍然不能够达到理想的状态。图8所示是一种完全利用磁放大器稳压技术设计的多路输出稳压电源。此电源

8、前级为双变压器自激功率变换电路，后级多路输出均为磁放大器稳压电路。并且各路之间无关，前后级之间无反馈，无脉宽调制器（P）。此电路的优点如下：1）电路结构简单，使用元器件数量少，除了两只功率管以外，其它元器件均是永久性或半永久性的，可靠性极高，制作也很方便；2）电路中没有隔离反馈放大器，因此调整极其容易，而且一旦调整好后就无须维护，前级变换功率取决于后级总输出功率；3）各路的输出特性相互独立，独自调整稳压，无主、辅路之分，所以，各输出电路的负载调整率的交*负载调整率都非常理想，小于05％；4）磁放大器在功率开通瞬间，处于“开路”状态，功率管在此刻的导

9、通电流趋近于零，因而，损耗减到了最低限度，这有利于变换器的高频化和高效率；5）由于前级功率变换器为不调宽的纯