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电源设计小诀窍:工程师教您如何有效地设计电源

2013-06-14 10:51 来源:电源网 编辑:云际

反激式电源中的铁氧体磁放大器

对于两个输出端都提供实际功率(5 V 2 A 和 12 V 3 A,两者都可实现± 5%调节)的双路输出反激式电源来说,当电压达到 12 V 时会进入零负载状态,而无法在 5%限度内进行调节。线性稳压器是一个可实行的解决方案,但由于价格昂贵且会降低效率,仍不是理想的解决方案。我们建议的解决方案是在 12 V 输出端使用一个磁放大器,即便是反激式拓扑结构也可使用。

为了降低成本,建议使用铁氧体磁放大器。然而,铁氧体磁放大器的控制电路与传统的矩形磁滞回线材料(高磁导率材料)的控制电路有所不用。铁氧体的控制电路(D1 和 Q1)可吸收电流以便维持输出端供电。该电路已经过全面测试。变压器绕组设计为 5 V 和 13 V 输出。该电路在实现 12 V 输出± 5%调节的同时,甚至还可以达到低于 1 W 的输入功率(5 V 300 mW和12V零负载)

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使用现有的消弧电路提供过流保护

考虑一下 5V2A 和 12V3A 反激式电源。该电源的关键规范之一便是当 12 V 输出端达到空载或负载极轻时,对 5 V 输出端提供过功率保护(OPP)。这两个输出端都提出了± 5%的电压调节要求。

对于通常的解决方案来说,使用检测电阻会降低交叉稳压性能,并且保险丝的价格也不菲。而现在已经有了用于过压保护(OVP)的消弧电路。该电路能够同时满足 OPP 和稳压要求,使用部分消弧电路即可实现该功能。

对于通常的解决方案来说,使用检测电阻会降低交叉稳压性能,并且保险丝的价格也不菲。而现在已经有了用于过压保护(OVP)的消弧电路。该电路能够同时满足 OPP 和稳压要求,使用部分消弧电路即可实现该功能。

从图 2 可以看出,R1 和 VR1 形成了一个 12 V 输出端有源假负载,这样可以在 12 V 输出端轻载时实现 12 V 电压调节。在 5 V 输出端处于过载情况下时,5 V 输出端上的电压将会下降。假负载会吸收大量电流。R1 上的电压下降可用来检测这一大量电流。Q1 导通并触发 OPP电路。


有源并联稳压器与假负载

在线电压 AC 到低压 DC 的开关电源产品领域中,反激式是目前最流行的拓扑结构。这其中的一个主要原因是其独有的成本效益,只需向变压器次级添加额外的绕组即可提供多路输出电压。

通常,反馈来自对输出容差有最严格要求的输出端。然后,该输出端会定义所有其它次级绕组的每伏圈数。由于漏感效应的存在,输出端不能始终获得所需的输出电压交叉稳压,特别可以使用后级稳压器或假负载来防止输出端电压在此类情况下升高。然而,由于后级稳压器或假负载会造成成本增加和效率降低,因而它们缺乏足够的吸引力,特别是在近年来对多种消费类应用中的空载和/或待机输入功耗的法规要求越来越严格的情况下,这一设计开始受到冷落。图 3中所示的有源并联稳压器不仅可以解决稳压问题,还能够最大限度地降低成本和效率影响。

标签: 电源 电源设计

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