利用軟齊納鉗位電路實現(xiàn)節(jié)能

因其低成本、隔離性以及可以實施更多輸出電壓的方便性，反向轉(zhuǎn)換器廣受歡迎。就多輸出反向而言，可利用控制電路反饋來嚴格穩(wěn)壓一個輸出電壓（一般為最高功率輸出）。我們一般通過將變壓器繞組與主穩(wěn)壓繞組緊密耦合，來添加額外的輸出。我們可能會添加一些線性穩(wěn)壓器或 DC/DC 開關(guān)，或者不對輸出進行穩(wěn)壓。最后一種選項最為有效，但很多時候在輸出重或輕負載而主輸出電壓的負載卻相反時，電壓穩(wěn)壓承受巨大的負擔。這種交叉穩(wěn)壓問題主要取決于變壓器漏電和繞組結(jié)構(gòu)，也取決于其它寄生電路組件。許多極端情況中的一種是主輸出重負載，而未穩(wěn)壓繞組完全空負載。變壓器次級繞組上出現(xiàn)的任何電壓振鈴通常都由輸出整流器來峰值檢測，從而使未穩(wěn)壓輸出電壓極大增加。這種情況下，輸出電壓升至兩倍其額定電壓并不鮮見。這對于無法承受更高電壓或者沒有隨時讓最小負載消耗漏能量的任何下游負載來說，這都是災難性的。

有幾款解決方案可以補救這種無負載過壓狀態(tài)。最簡單的方法是以電阻的形式給未穩(wěn)壓輸出添加一個預負載。這樣會使輸出具有負載，讓其足夠消耗漏能量，并將輸出電壓降至一個可以接受的電平。不幸的是，這種負載會始終出現(xiàn)，從而帶來一般被認為是不可接受的效率損失。

第二種選項是只給未穩(wěn)壓輸出添加一個齊納二極管。在包括典型的 5% 或 10% 組件容限以后，二極管電壓額定值的設(shè)定必須高于額定輸出電壓。這就意味著，在輸出電壓升至足夠高以前，該二極管將不會導電或消耗功率。盡管這看來起好像是一種理想的解決方案，但仍然存在一些潛在問題。一旦齊納二極管導電，其阻抗便極大下降，對電流的電阻作用變得幾乎沒有。進入二極管的電流以及其內(nèi)消耗的功率，均由寄生電路組件決定，因此難以控制。高功耗轉(zhuǎn)換器可能會吸取大電流，從而會容易毀壞齊納二極管。因此，添加一個小型齊納二極管要冒風險，并且很難計算功耗。

另一種選擇是使用一個緩沖器來消耗漏能量。相比使用一個預負載電阻，這樣做一般會消耗更多的功率，并且不能始終提供穩(wěn)定的輸出無負載降壓。

軟鉗位電路由一個與齊納二極管串聯(lián)的電阻器組成，是一款很好的折中方案。它可以將未穩(wěn)壓輸出電壓控制在一定水平，其低于未鉗制輸出電壓但高于單獨使用齊納二極管的電壓水平。要確定電阻的值，需要利用足夠的電流讓輸出負載，以將高輸出電壓降至理想安全水平。圖 1 顯示了一個理想無負載輸出電壓為 7.4V 的例子。該電壓減去齊納二極管的額定電壓，所得結(jié)果再除以預負載電流，可得到串聯(lián)電阻器的值。這種電路的好處是其并不消耗運行中常見的負載功率。在一些極端交叉負載狀態(tài)下，這種電路將“逸出”輸出電壓鉗制到一個更具可預測性的水平。

圖 1 電阻齊納二極管為無負載輸出電壓提供軟鉗位控制