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如何提高反激式电源的交叉调整率

时间:2019-07-14
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当选择从单个电源产生多个输出的系统拓扑时,反激式电源是明智的选择。由于每个变压器绕组上的电压与绕组中的匝数成比例,因此每个输出电压可以通过匝数容易地设定。理想情况下,如果您调整其中一个输出电压,所有其他输出将按匝数进行缩放并保持稳定。

2.如何提高反激式电源的交叉调整率

在现实世界中,寄生元件将共同减少未调节输出的负载调节。我将进一步探讨寄生电感的影响以及如何使用同步整流代替二极管来显着增加反激式电源的交叉调节。

例如,反激式电源可以从单个48V输入产生两个1 A 12V输出,如图1的简化仿真模型所示。理想二极管模型具有零正向压降,电阻可忽略不计。变压器绕组电阻可以忽略不计,只能模拟与变压器引线串联的寄生电感。这些电感器是变压器中的漏电感,以及印刷电路板(PCB)走线和二极管中的寄生电感。当这些电感器置位时,两个输出相互跟踪,因为当二极管在开关周期的1-D部分期间导通时,变压器的完全耦合使两个输出相等。

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图1.该反激简化模型模拟漏感对输出电压调节的影响。

现在考虑这一点,当您在0 A的1-D周期中放置100个时。基座电压出现在变压器铁芯上,所有绕组都是共用的。基座电压将初级泄漏中的电流斜坡升至0 A,并使次级漏电流斜坡上升,以向负载提供电流。当输出两个重负载时,电流在整个1-D周期内继续流动,输出电压很好地平衡,如图2所示。但是,当一个重载输出和另一个轻载输出时,轻载输出上的输出电容趋向于从基座电压达到峰值;因为电流迅速回升到零,其输出二极管停止导通。请参见图3中的波形。这些寄生电感的峰值电荷交叉调节效应通常比仅由整流器正向电压降引起的影响要差得多。

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图2当输出负载很重时,次级绕组电流在两个次级绕组中流动

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图3重载次级1和轻载次级2,基座电压使次级2的输出电容达到峰值

无论负载如何,同步整流器都有助于通过在整个1-D周期内强制电流进入两个绕组来缓解这个问题。

该片的波形,但理想的二极管被理想的同步整流器取代。由于同步整流器在基座电压降低后保持良好状态,即使在存在严重不平衡负载的情况下,两个输出电压也能很好地相互跟踪。

尽管次级2的平均电流非常小,但均方根(RMS)含量仍然可能非常高。这是因为,与图3中的理想二极管不同,同步整流器可以在整个1-D周期内强制连续电流流动。有趣的是,在该周期的大部分时间内电流必须为负,以确保较低的平均电流。

显然,您牺牲了更好的调整来实现更高的循环电流。但是,这并不一定意味着总损失会更高。同步整流器的正向压降通常远低于二极管的正向压降,因此同步整流器在较高负载下通常效率更高。

图4.使用同步整流器代替二极管强制电流在两个次级绕组中流动

3.漏感对交叉调节的影响

您可以在图5中看到对交叉调节的影响。输出1上的负载保持稳定在1A,而输出2上的负载在10 mA和1A之间波动。在低于100mA的负载下,当使用二极管时,由于基座电压的峰值充电的影响,交叉调节严重劣化。

请记住,您只能看到漏电感的影响,因为在这些仿真中使用了理想的二极管和理想的同步整流器。当考虑电阻器和整流器的正向电压降的影响时,进一步突出了使用同步整流器的优点。

因此,为了在多输出反激式电源中实现优异的交叉调节,考虑使用同步整流器。此外,您还可以提高电源效率。

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图5两个输出之间的交叉调节

输出1上的1A负载保持稳定,而输出2上的负载连续变化,突出显示同步整流器如何减轻漏感的影响。

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