多路输出开关电源的设计及应用原则 王其岗,李莹 (华天微电子有限责任公司,甘肃天水741000) 1 引言 对现代电子系统,即便是最简单的由单片机和单一I/O 接口电路所组成的电子系统来讲,其电源电压一般也要由+5V,±15V 或±12V 等多路组成,而对较复杂的电子系统来讲,实际用到的电源电压就更多了
目前主要由下述诸多电压组合而成:+3
3V,+5V,±15V,±12V,-5V,±9V,+18V,+24V、+27V、±60V、+135V、+300V、-200V、+600V、+1800V、+3000V、+5000V(包括一个系统中需求多个上述相同电压供电电源)等
不同的电子系统,不仅对上述各种电压组合有严格的要求,而且对这些电源电压的诸多电特性也有较严格的要求,如电压精度,电压的负载能力(输出电流),电压的纹波和噪声,起动延迟,上升时间,恢复时间,电压过冲,断电延迟时间,跨步负载响应,跨步线性响应,交叉调整率,交叉干扰等
2 多路输出电源 对于电源应用者来讲,一般都希望其所选择的电源产品为“傻瓜型”的,即所选择的电源电压只要负载不超过电源最大值,无论系统的各路负载特性如何变化,而各路电源电压依然精确无误
仅就这一点来讲,目前绝大多数的多路输出电源是不尽人意的
为了更进一步说明多路输出电源的特性,首先从图 1 所示多路输出开关电源框图讲起
从图 1 可以看到,真正形成闭环控制的只有主电路Vp,其它 Vaux1、Vaux2 等辅电路都处在失控之中
从控制理论可知,只有Vp 无论输入、输出如何变动(包括电压变动,负载变动等),在闭环的反馈控制作用下都能保证相当高的精度(一般优于 0
5%),也就是说 Vp 在很大程度上只取决于基准电压和采样比例
对Vaux1、Vaux2 而言,其精度主要依赖以下几个方面: 1)T1 主变器的匝比,这里主要取决于 Np1:Np2 或Np1:N