今天收集了直流電源工程師們在做電源設計時候的六大經驗,也可以說大家若能看懂并能熟練運用的話,大部分的電源電路設計都不是問題了.
他們分別是反激式電源中的鐵氧體磁放大器,使用現有的消弧電路提供過流保護,有源并聯穩壓器與假負載,采用StackFET.的高壓輸入開關直流電源,選擇好的整流二極管可以簡化AC/DC轉換器中的EMI濾波器電路并降低其成本,用軟啟動禁止低成本輸出來遏制電流尖峰.下面我們就具體的學習一下這六個電路.
1、反激式電源中的鐵氧體磁放大器對于兩個輸出端都提供實際功率(5V 2A和12V 3A,兩者都可實現± 5%調節)的雙路輸出反激式電源來說,當電壓達到12V時會進入零負載狀態,而無法在5%限度內進行調節.線性穩壓器是一個可實行的解決方案,但由于價格昂貴且會降低效率,仍不是理想的解決方案.我們建議的解決方案是在12V輸出端使用一個磁放大器,即便是反激式拓撲結構也可使用.
為了降低成本,建議使用鐵氧體磁放大器.然而,鐵氧體磁放大器的控制電路與傳統的矩形磁滯回線材料(高磁導率材料)的控制電路有所不用.鐵氧體的控制電路(D1和Q1)可吸收電流以便維持輸出端供電.
該電路已經過全面測試.變壓器繞組設計為5V和13V輸出.該電路在實現12V輸出± 5%調節的同時,甚至還可以達到低于1W的輸入功率(5V 300 mW和12V零負載).
反激式電源中的鐵氧體磁放大器圖1,反激式電源中的鐵氧體磁放大器2、使用現有的消弧電路提供過流保護考慮一下5V 2A和12V 3A反激式電源.該電源的關鍵規范之一便是當12V輸出端達到空載或負載極輕時,對5V輸出端提供過功率保護(OPP).這兩個輸出端都提出了± 5%的電壓調節要求.
對于通常的解決方案來說,使用檢測電阻會降低交叉穩壓性能,并且保險絲的價格也不菲.而現在已經有了用于過壓保護(OVP)的消弧電路.該電路能夠同時滿足OPP和穩壓要求,使用部分消弧電路即可實現該功能.
從圖2可以看出,R1和VR1形成了一個12V輸出端有源假負載,這樣可以在12V輸出端輕載時實現12V電壓調節.在5V輸出端處于過載情況下時,5V輸出端上的電壓將會下降.假負載會吸收大量電流.R1上的電壓下降可用來檢測這一大量電流.Q1導通并觸發OPP電路.
消弧電路提供過流保護圖2,使用現有的消弧電路提供過流保護3、有源并聯穩壓器與假負載在線電壓AC到低壓DC的開關電源產品領域中,反激式是目前最流行的拓撲結構.這其中的一個主要原因是其獨有的成本效益,只需向變壓器次級添加額外的繞組即可提供多路輸出電壓.
通常,反饋來自對輸出容差有最嚴格要求的輸出端.然后,該輸出端會定義所有其它次級繞組的每伏圈數.由于漏感效應的存在,輸出端不能始終獲得所需的輸出電壓交叉穩壓,特別是在給定輸出端因其它輸出端滿載而可能無負載或負載極輕的情況下更是如此.
可以使用后級穩壓器或假負載來防止輸出端電壓在此類情況下升高.然而,由于后級穩壓器或假負載會造成成本增加和效率降低,因而它們缺乏足夠的吸引力,特別是在近年來對多種消費類應用中的空載和/或待機輸入功耗的法規要求越來越嚴格的情況下,這一設計開始受到冷落.圖3中所示的有源并聯穩壓器不僅可以解決穩壓問題,還能夠最大限度地降低成本和效率影響.
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