增加一个单一电容器,以改善双输出回弹电源的交叉调节

需要多个输出电压的系统通常使用回弹转换器.在这些多输出回弹转换器中,同时对所有输出电压保持良好的调节是一个巨大的挑战。

利用同步整流器可以提高输出电压之间的交叉调节。同步整流器平衡输出电压,但权衡的是,绕组中的根-中方(RMS)电流较高,在轻载时效率降低。在这个权力提示中,我将继续讨论一个特殊的案例,这个案例会产生同样大小的正负输出。在这种情况下,适当放置单一电容器可以改善跨所有负载条件的交叉调节。

图1a 展示了一个简化的示意图,以其正常的配置,48V到12V的供应。要实现这里提出的技术,您必须首先稍微洗刷辅助连接,如图所示: 图1b ,加入电容C3,并将二极管D-2从二次绕组的低端移到高端。另外,请注意,两个变压器二次绕组不再共用一个连接。除了加了电容器,C3, 图1b 在电力上等于 图1a .

图1 双输出回弹用品的典型配置(a);重新配置和添加一个电容器,如所示,改进交叉调节(b)。

图2a 显示当第一季关闭,首被告及次被告均在导电时电路的状态。在此状态下,变压器通过二次绕组向两个输出输出能量。请注意,C3与+12V输出平行连接,因此充电到相同的电压水平。

图2B 显示当Q1启用时,首被告及次被告均处于反向偏倚及非正常状态。在这种状态下,能量作为输入电压的主要绕组电荷被磁化地储存在变压器中。在这种情况下,只要两个二次绕组有相同的转动次数,C3的电压等于-12V输出量的大小,如下面的方程所示。 图2B .当电路在这两种状态之间轮换时,电容C3充当电荷泵,帮助保持输出电压的大小平衡。这种电荷泵效应可以补偿电路中寄生元素引起的电压失调。如果两个二次绕组有不同的转动次数,这种技术将不起作用。

图2

图3 给出了主绕组和二次绕组泄漏电感的模拟原理模型.,这些泄漏的电感会引起监管上的巨大差异。主电感的泄漏导致主电压座出现在主电压座上,而主电压座与二次绕组相连接。二次绕组上的泄漏电感降低了两个输出电压之间的耦合。

图3 研究泄漏电感对输出电压调节的影响的模拟模型示意图

图4 显示输出二极管中的电压和电流波形时,加载+12V输出为1.A,-12V输出为10MA。加1-F电容C3不仅可以保持两个输出的良好耦合,而且还可以过滤泄漏引起的电压座对初级绕组的影响。请注意较轻负载-12V输出的二极管电压上的小振荡。这种振荡是由与电容C3的泄漏感应共振引起的,导致-12V输出二极管的导电相移。电流波形形状是有趣的,因为-12V电流保持一个三角形,减去+12V二次绕组电流。

图4 输出二极管上的电压和电流波形,+12V输出载于1a,-12V载于10mA

的图表 图5 显示添加电容器的调节影响。这里,模拟绘制了不同的负载条件对两个输出,无论是有和没有添加电容器。

没有电容器,12V输出电压显著上升,随着12V负载下降到零。与电容器,两个输出跟踪在3%范围内整个负载范围.这些结果与使用同步整流器取得的结果相似,但没有增加RMS绕组电流的惩罚,而且增加的成本和复杂性很少。

图5 仿真结果表明,加入单一电容器可以大大提高交叉调节。

总而言之,寄生渗漏电感共同降低了多个输出电源的调节。在供给量相等的正负输出的情况下,加入一个单一电容可以极大地改善调节。

在输出电压大小不同的多输出电源中,使用同步整流器可能是改进交叉调节的最佳途径。

下一次设计双输出电源时,请考虑实施这项简单的技术,以提高设计的性能。