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反激式控制器改善了多输出应用的交叉调节性能

发布时间:2024-05-21 发布时间:
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Tom Hack 反激式转换器通常应用于具有多个输出电压并要求中低输出功率的电源。配合采用一个反激式转换器,多输出仅增加极少的成本或复杂度 ----- 每个额外的输出仅要求另一个变压器绕组、整流器和输出滤波电容器。以太网供电 (PoE) 应用可能需要多个中低功率输出,这是多输出反激式转换器一个很好的应用例子。 虽然多输出反激式转换器具有结构简单和价格低廉的优点,但它们常常会出现交叉调节性能不良的情况。一般来说,一个输出是通过反馈来进行严格调节,而其它输出则是通过不太准确的变压器动作来控制。肖特基二极管压降、变压器漏电感以及变压器绕组电阻将使调节性能下降。而且,当整流器关断时,输出将维持在非耦合状态,这也是导致交叉调节性能不良的根源之一。 LTC 3806 是一款能够改善多输出反激式转换器的负载和交叉调节性能的新型反激式控制器。以往采用后置调节器、多开关电源或其它方法来提供严格输出电压容限的多输出系统现在可以采用成本较低的反激式转换器。LTC3806 采用强制连续导通操作,从而通过在每个功率转换周期的较大部分时间里将整流器和输出分别保持在接通和耦合状态下 (借助变压器动作来完成 )而使交叉调节性能有所改善。LTC3806 还采用同步整流来减小整流器压降,从而改善了转换器效率和负载调节性能。 得到改善的负载和交叉调节性能 图 1 示出了一款充分利用 LTC3806 各种特点的多输出反激式转换器。将该设计的性能与一种异步版本 ( 用一个SL13 肖特基整流器替代 Q2、并用 B540C 肖特基整流器替代 Q3 和 Q4 而成 ) 进行了对比。 负载调节性能的测量是在一个输出从无负载扫掠至最大输出电流的情况下进行的,而所有其它输出均提供最大输出电流。表1 显示了同步设计中的负载调节改善程度。对于异步设计中输出 1 和输出 4 的负载调节性能只给出最大输出电流的20%至100% 范围内的情况,因为负载调节性能在最大输出电流的 20% 以下迅速劣化。 交叉调节性能的测量条件与负载调节性能的测量条件相同。表 2 展现了同步设计所具有的卓越交叉调节性能。 当负载和交叉调节性能测量是在一个输出扫掠以及所有其它输出均未加载的情况下进行时,采用同步整流所具有的优势将更加突出。同步整流提供了可接受的负载和交叉调节性能,而肖特基整流则做不到这一点。为了在异步设计中获得合理的调节性能,所有的输出均需预先加载数值为最大 IOUT 的几个百分点的电流。 效率 在 60% 的最大输出功率条件下,该设计方案的峰值效率为 87.6% ( 图 2) 。如此高的效率成为可能是因为得益于同步整流所实现的传导损耗显著下降 (尤其是在低电压输出条件下)。在满载条件下 (总输出功率为 21.4W),电源损耗仅为 3.38W 。对于异步设计,峰值效率为 81.9%,而功耗为 5.31W。如果需要进行轻负载调节,则由于预加载的缘故,其效率将降至 78.9% 。 复合反馈提供了额外的设计灵活性 在图 1 中,只有输出 3 是通过反馈来控制的,而其余的输出则都是通过变压器动作来设定。为了进一步改善这些其它输出上的负载和交叉调节性能 (尽管这样做会使输出 3 上的负载和交叉调节性能有所劣化),可以采用复合反馈 (方法是增设任选的电阻器 R1、R2 和 R5 )。 结论 LTC3806 使得成本效益型的多输出反激式转换器颇受诸如以太网供电设备等中低功率应用的青睐。负载和交叉调节性能的改善免除了增设开关电源或后置调节器的需要。同步整流提高了效率并降低了功耗。 注:LTC 和 LT 是凌特公司的注册商标。


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