多路输出电源的最小负载与交叉调整
率
技术领域经常被问到的一个问题就是关于多路输出电源的最小负载，因此我认为这可以作为一个不错的主题记录下来。对于低成本、低功率的多路输出电源，其技术规格书常常显示维持调整率，必须为其中一路或多路输出施加最小负载。
为了解释其原因，以下提供了一个简单的三路输出电源的工作原理图。
在该图的中部靠右侧是变压器的三个输出绕组。
在输出1(+5V)上，变压器的输出得到整流并滤波，从而提供稳定的直流输出。如果该输出电压不在设定电压的水平，比如由于负载变化导致，电源将自动校正。实现这一功能的过程为，首先检测输出电压，将其与内部参考电压进行对比，然后通过光电耦合器将信号反馈至控制电路。该控制电路将相应的调节变换器的脉冲宽度。该路输出的调整率通常为1%至2%。
然而，在输出2和3(+V和-V)上，可以发现并没有反馈至控制电路。这些输出称为“半调节”输出。例如，如果输出2的负载增加，则输出将略微降低，但不提供任何自动校正。该压降在规格书中表示为负载调整率，通常为3%至5%。
关于最低负载，如果输出1上的负载很小或完全空载，则输出将仍然保持在设定电压，但开关变换器脉冲宽度将变得极小。输出2和3上的输出电压由于脉冲宽度极窄而大幅度降低，特别是当输出负载为满载时，12V的输出电压可能降至8V。
相反，如果对输出1施加满载，但输出2和3不施加任何负载，则2和3上的电压将上升，从而12V的输出可能会超过14V。
输出1上的负载变化对“半调节”的输出2和3的效应在很多场合中都称为“交叉调整率”特性。
电源设备的制造商对输出1指定了最小负载要求以提醒客户，通常为10%。还可以在输出2和3上指定最低负载，从而进一步实现更佳的调整率规格。
在不指定最低负载的情况下进行操作，通常不会导致电源故障，但将对用户的设备造成压力。
某些产品，例如TDK-Lambda的MTW系列，采用两个调节电路来改善电源的调整率规格，其中一个用于为输出1供电，另一个为输出2和3供电。请注意，V2和V3都通过控制电路进行检测。
有些产品如NV175系列在每路输出上均有稳压调节电路，从而完全消除了对最小负载的要求。尽管会增加电源的成本，但是这样可免除用户存在的任何担心，并且有助于实现系统的灵活性。
多路输出开关电源设计 安森美半导体公司的NCP1252是一款电流模式PWM控制器，它使用内部固定的定时器，可以不依赖于辅助电压来检测输出过载。文章介绍了基于NCP1252芯片的多路输出开关电源设计，分析了开关电源的工作原理，给出了设计步骤。该开关电源可提供软起动、短路保护、过流保护等功能，并将该电源成功用于某型雷达收发机，验证了分析、设计的有效性。 标签：NCP1252芯片；多路输出；开关电源 Abstract：The ON Semiconductor’s NCP1252 is a current-mode PWM controller that uses internally fixed timers to detect output overload without relying on auxiliary voltages. This paper introduces the design of multi-output switching power supply based on NCP1252 chip，analyzes the working principle of switch power supply，and gives the design steps. The switching power supply can provide soft start，short circuit protection，over-current protection and so on. The power supply has been successfully used in a certain type of radar transceiver，which verifies the effectiveness of the analysis and design. Keywords：NCP1252 chip；multiplex output；switching power supply 引言 电源如同人的心脏，为各种电子设备提供电能，性能优劣直接影响到整个电子系统的稳定性。目前常用的直流稳压电源根据调整管的工作状态分为线性电源和开关电源两大类，线性电源应用较早，电路简单，元器件少，但随着输出功率的增加，工频变压器的体积不断增大，而且，其效率低、散热难；开关电源的功率器件工作在高频开关状态，自身功耗小，转化效率高，此外开关电源还具有体积小、重量轻、稳压范围宽等优点，其不足之处就是电路复杂，对变压器要求很高。由于开关电源优越的性能，势必将得到越来越广泛的应用。 本文围绕NCP1252芯片设计了一种多路输出开关电源，并应用在某型号导航雷达的收发机内，效率高，稳定性好。 1 NCP1252内部结构与功能特点 NCP1252是一款应用于正激和反激式的电流模式PWM控制器，适合于计算机ATX电源、交流适配器及其它任何要求低待机能耗的应用。它集成固定的定时器，可在不依赖辅助电源时检测输出过载；具有跳周期模式，能够空载工作。此外还可调节开关频率，增强设计的灵活性；带有闩锁过流保护功能，能够承受暂时的过载。其它特性包括可调节软启动时长、内部斜坡补偿、自恢复输入欠压检测等。
开关电源实验报告 一开关电源原理 如下图30W开关电源电路图所示，市电先经过由电容CX1和滤波电感LF1A组成的滤波电路后，再经过型号为KBP210的整流桥BD1和C1组成的整流电路，输出直流电。直流电又经过由UC3842和2N60等元器件组成的高频逆变电路后，变成高频的交流电，经高频变压器输出为低电压的高频交流电。高频交流经肖基特二极管SR1060后变为脉动的直流电，最后经滤波电容和滤波电感变为我们想要的直流电输出。
MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。（2）输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 （3）整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
1.2功率变换电路 （1）MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。（2）常见的原理图： （3）工作原理 R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。
由反激电源引起的一点儿分析 开关电源分为，隔离与非隔离两种形式，在这里主要谈一谈隔离式开关电源的拓扑形式，隔离电源按照结构形式不同，可分为两大类：正激式和反激式。反激式指在变压器原边导通时副边截止，变压器储能。原边截止时，副边导通，能量释放到负载的工作状态，一般常规反激式电源单管多，双管的不常见。正激式指在变压器原边导通同时副边感应出对应电压输出到负载，能量通过变压器直接传递。按规格又可分为常规正激，包括单管正激，双管正激。半桥、桥式电路都属于正激电路。 正激和反激电路各有其特点，在设计电路的过程中为达到最优性价比，可以灵活运用。一般在小功率场合可选用反激式。稍微大一些可采用单管正激电路，中等功率可采用双管正激电路或半桥电路，低电压时采用推挽电路，与半桥工作状态相同。大功率输出，一般采用桥式电路，低压也可采用推挽电路。 反激式电源因其结构简单，省掉了一个和变压器体积大小差不多的电感，而在中小功率电源中得到广泛的应用。在有些介绍中讲到反激式电源功率只能做到几十瓦，输出功率超过100瓦就没有优势，实现起来有难度。本人认为一般情况下是这样的，但也不能一概而论，PI 公司的TOP芯片就可做到300瓦，有文章介绍反激电源可做到上千瓦，但没见过实物。输出功率大小与输出电压高低有关。 反激电源变压器漏感是一个非常关键的参数，由于反激电源需要变压器储存能量，要使变压器铁芯得到充分利用，一般都要在磁路中开气隙，其目的是改变铁芯磁滞回线的斜率，使变压器能够承受大的脉冲电流冲击，而不至于铁芯进入饱和非线形状态，磁路中气隙处于高磁阻状态，在磁路中产生漏磁远大于完全闭合磁路。 变压器初次极间的偶合，也是确定漏感的关键因素，要尽量使初次极线圈靠近，可采用三明治绕法，但这样会使变压器分布电容增大。选用铁芯尽量用窗口比较长的磁芯，可减小漏感，如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。 关于反激电源的占空比，原则上反激电源的最大占空比应该小于0.5，否则环路不容易补偿，有可能不稳定，但有一些例外，如美国PI公司推出的TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的条件下。 占空比由变压器原副边匝数比确定，本人对做反激的看法是，先确定反射电压（输出电压通过变压器耦合反映到原边的电压值），在一定电压范围内反射电压提高则工作占空比增大，开关管损耗降低。反射电压降低则工作占空比减小，开关管损耗增大。当然这也是有前提条件，当占空比增大，则意味着输出二极管导通时间缩短，为保持输出稳定，更多的时候将由输出电容放电电流来保证，输出电容将承受更大的高频纹波电流冲刷，而使其发热加剧，这在许多条件下是不允许的。 占空比增大，改变变压器匝数比，会使变压器漏感加大，使其整体性能变，当漏感能量大到一定程度，可充分抵消掉开关管大占空带来的低损耗，时就没有再增大占空比的意义了，
多路输出直流稳压电源模块设计方案(23) （3）DC/DC 电路设计。 为了得到稳定可靠的±12 V 和+5 V 直流电压，在 DC/DC 电路中，分别选用高可靠的DC/DC模块实现低压直流输出。在低压侧，经过整流后得到23 V 直流电压，通过采用不同的集成稳压器实现+9 V 和+12 V 输出，在每个模块的输入输出端分别加100 μF/25 V 和47 μF/25 V 的电解电容进行滤波。在高压侧，产生三个±12 V 和+5 V 直流电压，并且要求能够通过外部接口输入高低电平控制这三个电压信号的输出。故选用VICOR的VI-J61-IZ、VI-J61-IY 和VI-J60-IX 电源模块实现±12 V 和+5 V 电压输出。这三个模块的电源输入端接300 V 直流电源，即可获得高精度的±12 V和+5 V 电压，要想对DC/DC 的进行输出控制，只需要控制三个电源模块中的Gate In 端即可，三个DC/DC 电路原理图如图2 所示。图2 中当控制端信号为高电平时，VT1、VT2 和VT3 工作，此时DC/DC 的2 端接地，DC/DC 均不工作，±12V 和+5V 电压不输出；当控制端信号为低电平时，VT1、VT2 和VT3 均不工作，此时DC/DC 均正常工作，±12 V和+5 V 电压输出。 图2 三个DC/DC 电路原理图。
（4）直流电压控制电路。 直流电压控制电路的原理图如图3 所示。该电路主要由过欠压保护电路和外部电压控制电路两部分组成。过欠压保护电路主要是指当输入电压过高（或过低）时产生超过（低于）300 V 一定比例的电压后，经过调理电路使电压比较器MAX973 电压发生跳变，从而改变控制信号的输出，致使DC/DC 的Gate In 端电压跳变，进而使DC/DC 停止工作。外部电压控制电路是指当外部控制信号输入端电平发生改 变时，控制信号的输出端的电压发生跳变，从而改变DC/DC 的Gate In端的电压，使DC/DC 停止（或开始）工作。 当外部控制信号输入为低电平时，与非门电路中触发器输出为高电平，此时计数器清零，经过计数触发电路和反相器反相后控制信号输出为高电平，从而进一步验证三个 DC-DC不工作，相应的DC/DC工作指示灯不亮。当外部控制信号输入为高电平时，与非门电路中触发器输出为低电平，此时计数器开始计数，经过计数触发电路和反相器反相后控制信号输出为低电平，从而进一步验证三个DC-DC正常工作，±12 V和+5 V电压输出，相应的DC/DC工作指示灯亮。 图3 直流电压控制电路原理图。
多路输出开关电源的设计及应用原则 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，－5 V，±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：Np3 2）辅助电路的负载情况。 3）主电路的负载情况。 注：如果以上3点设定后，输入电压的变动对辅电路的影响已经很有限了。 在以上3点中，作为一个具体的开关电源变换器，主变压器匝比已经设定，所以影响辅助电路输出电压精度最大的因素为主电路和辅电路的负载情况。在开关电源产品中，有专门的技术指标说明和规范电源的这一特性，即就是交叉负载调整率。为了更好地讲述这一问题，先将交叉负载调整率的测量和计算方法讲述如下。 2.1电源变换器多路输出交叉负载调整率测量与计算步骤 1）测试仪表及设备连接如图2所示。
设计要求 本文设计的开关电源将作为智能仪表的电源，最大功率为10 W。为了减少PCB的数量和智能仪表的体积，要求电源尺寸尽量小并能将电源部分与仪表主控部分做在同一个PCB 上。 考虑10W的功率以及小体积的因素，电路选用单端反激电路。单端反激电路的特点是：电路简单、体积小巧且成本低。单端反激电路由输入滤波电路、脉宽调制电路、功率传递电路(由开关管和变压器组成)、输出整流滤波电路、误差检测电路(由芯片TL431及周围元件组成)及信号传递电路(由隔离光耦及电阻组成)等组成。本电源设计成表面贴装的模块电源，其具体参数要求如下： 输出最大功率：10W 输入交流电压：85～265V 输出直流电压／电流：+5V，500mA；+12V，150mA；+24V，100mA 纹波电压：≤120mV 单端反激式开关电源的控制原理 所谓单端是指TOPSwitch-II系列器件只有一个脉冲调制信号功率输出端一漏极D。反激式则指当功率MOSFET导通时，就将电能储存在高频变压器的初级绕组上，仅当MOSFET 关断时，才向次级输送电能，由于开关频率高达100kHz，使得高频变压器能够快速存储、释放能量，经高频整流滤波后即可获得直流连续输出。这也是反激式电路的基本工作原理。而反馈回路通过控制TOPSwitch器件控制端的电流来调节占空比，以达到稳压的目的。
TOPSwitch-Ⅱ系列芯片选型及介绍 TOPSwitch-Ⅱ系列芯片的漏极(D)与内部功率开关器件MOSFET相连，外部通过负载电感与主电源相连，在启动状态下通过内部开关式高压电源提供内部偏置电流，并设有电流检测。控制极(C)用于占空比控制的误差放大器和反馈电流的输入引脚，与内部并联稳压器连接，提供正常工作时的内部偏置电流，同时也是提供旁路、自动重起和补偿功能的电容连接点。源极(S)与高压功率回路的MOSFET的源极相连，兼做初级电路的公共点与参考点。内部输出极MOSFET的占空比随控制引脚电流的增加而线性下降，控制电压的典型值为5.7 V，极限电压为9 V，控制端最大允许电流为100 mA。 在设计时还对阈值电压采取了温度补偿措施，以消除因漏源导通电阻随温度变化而引起的漏极电流变化。当芯片结温大于135℃时，过热保护电路就输出高电平，关断输出极。此时控制电压Vc进入滞后调节模式，Vc端波形也变成幅度为4.7V～5.7V的锯齿波．若要重新启动电路，需断电后再接通电路开关，或者将Vc降至3.3V以下，再利用上电复位电路将内部触发器置零，使MOSFET恢复正常工作。 采用TOPSwitch-Ⅱ系列设计单片开关电源时所需外接元器件少，而且器件对电路板布局以及输入总线瞬变的敏感性大大减少，故设计十分方便，性能稳定，性价比更高。 对于芯片的选择主要考虑输入电压和功率。由设计要求可知，输入电压为宽范围输入，输出功率不大于10W，故选择TOP222G。 电路设计 本开关电源的原理图如图1所示。
湖南人文科技学院课程设计报告 课程名称：电子技术课程设计 设计题目：多路输出直流稳压电源 系别：通信与控制工程系 专业：电子信息工程 班级： 学生姓名: 学号: 起止日期:年月日—年月日指导教师: 教研室主任：
摘要 在电子电路中，电子系统都要求用稳定的直流电源，日用电器通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电，而人们在日常生活中都使用220V交流电源，因此，需要将交流电变换成直流电。将交流电压变换为直流电压并使之稳定的设备就是直流稳压电源，它主要由电源变压器，整流电路，滤波电路及稳压电路四部分组成。 本文介绍了一种采用7805，7905，7812，7912系列稳压器实现功能，融入了整流桥式的整流作用以及电容的滤波作用，共同实现多路直流稳压电源的输出。主要阐述如何使用以上集成芯片完成对生活中经常要用到小功率稳压电源的设计，其中对包括参数的选取、实际情况对电路的影响的解释，以及对今后设计同类电路的总结。在设计过程中主要运用Multisim进行软件仿真，展现了Multisim在硬件设计过程中的强大功能。其便捷性对我们今后的硬件设计提供了重大帮助! 关键词：单相桥式、稳压电源、Multisim、可变电压，滤波
目录 1 设计目的及要求 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计任务 (1) 2 设计原理及其方案比较 (2) 2.1 方案一 (2) 2.2 方案二 (2) 2.3 方案比较与实施方案 (3) 3 单元电路的设计 (4) 3.1 电源变压器 (4) 3.2 整流电路 (5) 3.3 滤波电路的设计 (6) 3.4 稳压电路的设计 (7) 4 电路仿真与电路板制作 (8) 4.1 模拟仿真 (8) 4.2 电路板制作 (9) 4.2.1 电路板制作 (9) 4.2.2 电路实物图 (10) 4.2.3 硬件调试 (11) 5 总结思考与致谢 (12) 参考文献 (13) 附录一电路原理图 (14) 附录二 PCB图 (15) 附录三元器件清单 (16)
开关电源多路输出技术控制方法综述 技术分类：电源技术 | 2009-07-20 华南理工大学文露谢运祥 0 引言 多路输出技术中一个重要性能指标就是负载交叉调整率的问题，我们通常采用变压器副边多个绕组的方法来实现多路输出。但是这种方法一般只采样一路主输出进行反馈调节控制，因此交叉调整性能较差。改善多路输出开关电源交叉调整率的方法可分为无源和有源两类。本文首先介绍了几种传统的多路输出技术，并对其进行了简单的分析和总结。重点介绍了两种新的多路输出技术：恒流源实现多路输出和PWM—PD多路输出技术。结合典型拓扑探讨了PWM—PD技术的应用前景。 l 传统的多路输出方法 1)无源调节 无源调节通过在次级增加一些简单的无源器件可以使负载交叉调整率得到一定的改善。无源调节包括耦合电感调节控制和加权电压反馈调节控制两种，如图1所示。前者通过将输出电感L1、L2绕在同一磁芯上，相当于增大了滤波电感，使辅输出稳压，从而使负载交错性能得到一定改善。加权电压反馈调节同时检测反馈几路输出电压加权和到控制电路中，通过合理设计各路输出反馈电压的加权因子，调整各路输出电压。这两种方法都存在调节误差。但它们实现起来比较简单，不增加电路的复杂性，适用于对输出电压精度要求较低的场合。
2)有源调节 有源调节也可称为次级后置装置调节，即通过在变压器副边加入一级有源调节装置对次级整流电路进行调整来实现对辅输出电压的调整。以正激电路为例，图2给出了五种不同类型的次级后置装置调节方式，他们具有各自的优缺点。表l给出了不同类型调节方式在电路结构、效率、性价比、调整率以及应用场合等方面的特性比较。
2 新颖的多路输出技术 1)恒流源实现多路输出技术 传统的多路输出技术存在交叉调整率较差或者电路过于复杂等问题，恒流源多路输出技术通过对几个控制开关的简单控制可很好的实现对不同负载的供电。 (1)工作原理 图3给出了恒流源实现多路输出的基本工作原理。如图所示，多个平行负载分别通过一个输出控制开关接在恒流源的后级，采用分时复用(TM)的方法，每个输出开关在一个开关周期内只有一段间隔时间与电流源连接，通过控制开关的开通和关断时间可以控制每路输出电容上的电压值，实现多路输出电压。该恒流源可以用平均电流控制型Buck，Buck—Boost，SEPIC，反激等单电感PWM DC—DC 变换器来实现，如果输入输出需要电气隔离则可用正激变换器拓扑。根据不同的电路拓扑，电路可工作在断续(DCM)模式，也可工作在连续 (CCM)模式，还能实现输出的双极性。
一、开关电源的电路组成 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。 开关电源的电路组成方框图如下： 二、输入电路的原理及常见电路 1、AC输入整流滤波电路原理： ①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。 2、DC输入滤波电路原理： ①输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。 ②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。 三、功率变换电路 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图：
模电课程设计 题目: 多路输出直流稳压电源的设计仿真与实现学院：信息工程学院专业：通信工程学号：0121103490216 姓名：柯一凡 任课教师：王晟 2013年1月17日
任务书 要求完成的主要任务: （1）设计任务 根据技术要求和已知条件，完成对多路输出直流稳压电源的设计、装配与调试。 （2）设计要求 ①要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50Hz交流电转换为多路直流稳 压电源 输出：±12V/1A，±5V/1A，+5V/3A一组可调正电压。 ②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出 总体电路原理图，阐述基本原理。（用画电路原理图并实现仿真） ③安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 时间安排： 1、2013 年1月17日至2013年1月21日，完成仿真设计、制作与调试；撰写课程设 计报告。 2、2013 年1月22日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 1.摘要 (4) abstract (4) 2.课程设计内容及要求 (5) 2.1设计的初始条件及主要任务 (5) 2.1.1设计的初始条件 (5) 2.1.2设计任务要求 (5) 2.2设计思路 (5) 3.设计原理 (6) 3.1电源变压器 (6) 3.2整流电路 (6) 3.3滤波电路 (7) 3.4稳压电路 (11) 4.电路元件选择 (13) 4.1集成稳压器的选择： (13) 4.1.1输出电压固定的集成稳压器的选择 (13) 4.1.2输出电压可调的集成稳压器的选择 (13) 4.2电源变压器的选择 (14) 4.3集成整流桥及滤波电容的选择 (14) 5.整体电路图 (15) 6.选用仪器清单及其型号 (15) 7.电路模拟与仿真 (18) 7.1仿真过程及记录 .............................................................................................................. 错误！未定义书签。 7.2.1参数测试分析 (20) 7.2.2波形分析 (20)
一种多路输出开关电源控制器 [日期：2006-11-17] 来源：电源技术应用作者：瑞士商升特股份有限公司上海代表处周琛[字体：大中小] O 引言 SC2463是一个高性能多输出降压转换控制器。它可以被配置用在不同的电源管理应用中，比如有多路输出电压需求的ADSL电源，需要正负电压的混合信号电源，电脑调制解调器电源，基站电源，通用的多路输出电压的电源系统。 l 描述 SC2463提供了4．5V至30V的宽输入电压范围，两个可设置达700 kHz开关频率的开关转换器，能提供高达15A输出电流及低至0.5V输出电压。它还提供了两个正输出电压线性调节器。芯片TSS0P一28小封装极大地减小了线路板面积。 SC2463两个异相降压开关转换器可以减小输入电流纹波，允许使用更少的输入电容。高达700kHz的开关频率可以减少输出电压纹波并且降低噪音，同时还可以减小输出电感和电容的尺寸。其它的特性还包括软启动，电源正常指示和频率同步。如图l所示，电源VIN，PVCC和AVCC都给SC2463供电。其中AVCC为芯片内部振荡器、开关、低差压稳压器和电源正常电路提供偏置电压。PVCC用来驱动低端场效应管。当VIN高于14V时，需串联一个1100kΩ的电阻或一个外部PNP晶体管作为线性调节器，给AVC C和PVCC提供偏置电压。SC2463利用一个内部电流源和一个连在ILIM和AGND之间的外部电阻来调节通过场效应管的电流限流值。
如图2所示，SC2463启动时由一个5μA电流源给软启动管脚SS充电。当管脚SS电压达到O．5 V时，第一个开关转换器开始启动，误差放大器的参考电压随软启动信号开始上升。当管脚ss电压达到3 V时．将立刻被下拉到大约0 7V，此时第二个开关转换器开始按照第一开关转换器的形式进行软启动。当管脚SS电压第二次到达3V时，便会被第二次下拉至大约O．7V，此时两个正向LD0被启动。正向LDO的参考电压随管脚SS电压开始上升。管脚SS将会上拉至电源电压AVCC。此时间由管脚SS上的软启动电容值(C5)来控制。如果管脚SS被外部信号下拉至0．5 V以下，SC2463则不能工作。电源正常信号输出(POK)用来监测开关转换器中误差放大器的反馈电压(FB)，如果这电压高于0．55V或低于O．45V，管脚POK便会被拉低，并且保持低态直到启动 结束。低端栅极驱动器由PVCC供电并提供1A的峰值电流。高端栅极驱动也能提供1A峰值电流。
资深工程师从7个方面分析开关电源的设计细节 一、电源设计项目前期各个参数注意细节 借鉴下NXP的这个TEA1832图纸做个说明。分析里面的电路参数设计与优化并做到认证至量产。在所有的元器件中尽量选择公司仓库里面的元件，和量大的元件，方便后续降成本拿价格。 贴片电阻采用0603的5%，0805的5%，1%，贴片电容容值越大价格越高，设计时需考虑。 1、输入端，FUSE选择需要考虑到I^2T参数。保险丝的分类，快断，慢断，电流，电压值，保险丝的认证是否齐全。保险丝前的安规距离2.5mm以上。设计时尽量放到3mm以上。需考虑打雷击时，保险丝I2T是否有余量，会不会打挂掉。 2、这个图中可以增加个压敏电阻，一般采用14D471，也有采用561的，直径越大抗浪涌电流越大，也有增强版的10S471，14S471等，一般14D471打1KV，2KV雷击够用了，增加雷击电压就要换成MOV+GDT了。有必要时，压敏电阻外面包个热缩套管。 3、NTC，这个图中可以增加个NTC，有的客户有限制冷启动浪涌电流不超过60A，30A，NTC 的另一个目的还可以在雷击时扛部分电压，减下MOSFET的压力。选型时注意NTC的电压，电流，温度等参数。 4、共模电感，传导与辐射很重要的一个滤波元件，共模电感有环形的高导材料5K，7K，0K，12K，15K，常用绕法有分槽绕，并绕，蝶形绕法等，还有UU型，分4个槽的ET型。这个如果能共用老机种的最好，成本考虑，传导辐射测试完成后才能定型。 5、X电容的选择，这个需要与共模电感配合测试传导与辐射才能定容值，一般情况为功率越大X电容越大。 6、如果做认证时有输入L，N的放电时间要求，需要在X电容下放2并2串的电阻给电容放电。 7、桥堆的选择一般需要考虑桥堆能过得浪涌电流，耐压和散热，防止雷击时挂掉。 8、VCC的启动电阻，注意启动电阻的功耗，主要是耐压值，1206的一般耐压200V，0805一般耐压150V，能多留余量比较好。 9、输入滤波电解电容，一般看成本的考虑，输出保持时间的10mS，按照电解电容容值的最小情况80%容值设计，不同厂家和不同的设计经验有点出入，有一点要注意普通的电解电容和扛雷击的电解电容，电解电容的纹波电流关系到电容寿命，这个看品牌和具体的系列了。 10、输入电解电容上有并联一个小瓷片电容，这个平时体现不出来用处，在做传导抗扰度时有效果。 11、RCD吸收部分，R的取值对应MOSFET上的尖峰电压值，如果采用贴片电阻需注意电压降额与功耗。C一般取102/103 1KV的高压瓷片，整改辐射时也有可能会改为薄膜电容效果好。
多路输出开关电源的设计及应用原则 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：Np3 2）辅助电路的负载情况。
辽宁工业大学 模拟电子技术基础课程设计（论文）题目：多路输出直流稳压电源 院（系）： 专业班级 学号： 42 学生姓名： 指导教师：（签字） 起止时间： 2014.6.30-2014.7.11
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息工程 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要 在当今社会，几乎所有的电子设备都需要有稳衡的电压供给，才能使其处于良好的工作状态。家用电器中的电视机、音响、电脑尤其是这样。电网电压时高时低，电子设备本身耗供电造成不稳定因素。其中直流稳压电源有很多优异的特性，直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电的电压或负载变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求，为获得可靠的直流稳压电源，一个经济可行的办法是把我国用的220V或380V的市电通过一定办法转换为我们所需的直流电，所以直流稳压电源对于我们的模电课程学习来说十分重要，一个稳定可靠的直流稳压电源是今后我们学习、设计其他电路的保证。 直流稳压电源是由隔离变压器、整流滤波电路、进口集成控制电路、功率管或模块调整电路所组成，具有体积小，重量轻，性能稳定可等优点，电压从零起连续可调，可串联或关联使用，直流输出纹波小，稳定度高，稳压稳流自动转换、限流式过短路保护和自动恢复功能，是大专院校、工业企业、科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源，因此制作出能稳定输出±15V，±12V、±5V，电流小于等于500ma的直流电源，意义非常重大。 本文介绍了一种采用集成稳压器制作多路输出直流稳压电源的方法，主要阐述了如何运用集成稳压器，电源变压器，整流管与滤波电容完成规定任务的设计方法，重点叙述了整体设计的工作原理，相关元件的选定思路，电路具体调试过程，最后达到课程设计的具体要求。 关键词：变压；整流；滤波；集成稳压
课程设计说明书 程设计名称：电子技术课程设计 题目：多路输出开关电源 学生姓名： 专业： 学号： 指导教师： 日期：2010年 7 月 2 日 成绩
多路开关输出电源 摘要：在我们的身边，经常接触到很多关于电子线路的设备。在电子电路及设备中，一般都需要稳定的直流电源供电。所以直流稳压电源是电子系统中经常应用到的。本设计将通过多路输出直流稳压电源是设计说明稳压电路的工作原理和稳压的电源的指标及其测试方式。在电子线路设计中通常都需要电压稳定的直流电源供电，其往往采用交流电源经过转换得到的，其性能的好坏直接影响整个电子设备，一般电源主要由电源变压器, 整流电路，滤波电路和稳压电路四部分组成。一般地，开关电源大致由输入电路、变换器、控制电路、输出电路四个主体组成。 关键词：直流稳压电源, 电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路。 Abstract：Around us, often exposed to a lot of equipment on the electronic circuit. Electronic circuits and devices, generally requires a stable DC power supply. Therefore, DC power supply is often applied to the electronic system's. This design will be through a multi-output DC power supply regulator circuit is designed to explain the principle and regulator of the power indicator and test methods. In the design of electronic circuits requiring voltage stability is usually DC power supply, which often use AC power through transform be of, the direct impact of their affect all electronic equipment, general power main You power transformer, rectifier, analog filter and regulator circuit composed of four parts. Keywords：DC regulated power supply，power transform,rectifying circuit，filter circuit，voltage stabilizing circuit.
开关电源接假负载不是你想接就能接！ 开关电源在负载短路时会造成输出电压降低，同样在负载开路或空载时输出电压会升高。在检修中一般采用假负载取代法，以区分是电源部分有故障还是负载电路有故障。关于假负载的选取，一般选取40W或60W的灯泡作假负载(大屏幕彩色电视机可选用100W以上的灯泡作假负载)，优点是直观方便，根据灯泡是否发光和发光的亮度可知电源是否有电压输出及输出电压的高低。但缺点也是显而易见的，例如60W的灯泡其热态电阻为500Q，而冷态电阻却只有50Ω左右。根据下表可以看出：假设电源主电压输出为100V，当用60W灯泡作假负载时，电源工作时的电流为200mA，但启动时的主负载电流却达到了2A，是正常工作电流的10倍，因此，用灯泡作假负载，易使电源启动困难，由于灯泡功率越大，冷态电阻越小，因此，大功率灯泡启动电流更大，电源启动更困难。 计算电源的启动电流与工作电流时，可以利用I=U/R这个公式计算出：电源启动时负载电流为100V/50Ω=2A，电源工作时负载电流为100V/500Ω=0.2A不过需要注意的是：以上为理论计算，实际可能有出入。为了减小启动电流，可采用50W的电烙铁作假负载(冷热态阻值均为900Ω)或50W/300Ω电阻，它比使用60W灯泡更为准确。 有些电源是可以直接接假负载的，有些电源则不可以，需要具体问题具体分析，下面按3类情况详解下。 第一类为他激式的开关电源。对于无行脉冲同步的他激式电源(如长虹N2918型彩色电视机)，可断开行负载直接接假负载。对于有行脉冲锁频且间接取样的他激式开关电源(如熊猫2928型彩色电视机)，直接接假负载时(特别是接功率较大的灯泡如150W)，输出电压可能下降较多或无输出，因为此类电源，虽然行脉冲的加入只是起同步和锁频的作用，而不参与振荡，但是，行同步脉冲可使开关管导通时间提前，这时的电源带负载能力最强，若断开了行负载，行同步脉冲也就失去了作用，电源带负载的能力必然降低，加之间接取样的电源稳压灵敏度较低，输出电压也必然有所降低。但此类电源若稳压电路采用直接取样(取样电压取自开关变压器次级)，则由于稳压灵敏度较高，可脱开行负载而直接接假负载甚至可空载进行检修。 第二类为行脉冲同步的开关电源可断开行负载直接接假负载。这种开关电源纯属自激式开关电源，在开关管基极引入正向行逆程脉冲的目的是使开关管自激振荡与行脉冲同步，将开关电源的脉冲辐射对屏幕的斜条干扰限制于行扫描逆程，因而屏幕上看不到干扰。加在开关管基极上的行脉冲，只是使开关管在截止期提前导通，基本不构成辅助激励功能，所以，称为行脉冲同步的开关电源。判别是否属此种电源的方法是，断开行逆程脉冲时开关电源只出现叫声(因振荡频率变低)，输出电压并不下降。因此，这种电源可以断开行扫描电路，用假负载法维修。 第三类为行脉冲辅助激励的开关电源。这种开关电源的行逆程脉冲，不但完成对开关电源自激振荡频率的同步，而且构成开关管反馈网络不可缺少的一部分。这种开关电源工作的过程是：开机后开关管产生自激振荡，在额定负载下其反馈网络只能使输出端产生低于正常输出40%的电压，此电压使行扫描启动，由行脉冲的反馈给开关管以辅助激励，才能达到额定电压输出。这样做有两个目的：一是有降压保护功能，一旦行扫描电路有故障，无论开路还是短路，开关电源输出电压都降为原值的60%，使损坏范围缩小。二是电源和行扫描都具有极短时间的软启动过程，减小电源和行扫描的故障率。此类电源，若去掉反馈的行脉冲电路，此时电源输出电压下降40%～60%，甚至输出电压很低。很明显，这种电源不能直接断开行扫描用假负载法检修，因为此时即使电源电路正常，也不可能输出额定电压。区分电源和行扫描电路故障的方法是用外接电源单独给行扫描电路供电，若行扫描电路工作正常，说明开关电源不良。
多路输出反激变换交叉调整率的改善 Joe Marrero 国半电源管理部首席工程师 Hqeepower 译 摘要： 交叉调整率严重限制了反激变换在多路输出中的应用。本文提出了一种通过增加副边小电感来改善交叉调整率的方法。这些小电感用于控制在主开关关断期间副边电流的变化率。通过对电流变化率的控制，从而提供多路输出反激变换的线性交叉调整率和负载交叉调整率。 简介： 理论上来讲反激变换的交叉调整率比正激变换好，但由于正激变换后边多增加了一个储能电感。因此，实际上正激变换的交叉调整率比反激的好。由于在开关管开通期间，原边电流不断的上升，在Ton结束时达到峰值Ip。这个电流在开关断开的瞬间，会被传递到副边。理解交叉调整率非常重要的一点是，传递到副边的电流是如何被副边的多路输出所分配的。文中会指出最初传递到副边电流的大多数会传递到漏感最小的那一路输出。如果这一路没有用做开关管PWM 的反馈控制，那么它的峰值就会很高。相反，如果这一路用于开关管PWM的反馈控制，那么其他路的输出就会受到降低。 另外一个于交叉调整率相关的非常重要的特征就是非反馈绕组输出的匝数。具体来讲，为了保正输出电压在规定的误差范围内，需要增加或减少他们的匝数或者是调节反馈反馈绕组的输出。为了使所有的输出在一定的误差范围内，这必然会增加调试的时间。在许多情况下，往往需要增加额外的线性或开关稳压电路来解决由于交叉调整率带来多路输出电压不能达到规定误差范围内的问题。 双路输出的交叉调整率 为了弄清楚当开关管关断时，电流传电是怎样分配的这样一个问题，我们把没有参加反馈的第二路输出Vo2反射到参加反馈的第一路输出Vo1中去，参见图1 和图二。 这里假设第二路输出的漏感是第一路输出漏感的两倍。即Ll2=2Ll1. 我们注意到，如果Vd1=Vd2=Vd,那么，在漏感两端产生的压降是相等的。其两端的压降为Vo=Vs-(Vo1+Vd). 那么只要，主开关管一关断，电流就会按照法拉第定律分配：（公式见原文，建议自己推一下）