二次后穩(wěn)壓集成電路在開關(guān)電源中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，多路輸出低電壓直流開關(guān)電源的應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)的多路輸出直流穩(wěn)壓電源只是對(duì)主輸出電壓進(jìn)行控制，并未對(duì)其它輔助輸出電壓進(jìn)行控制，這使得開關(guān)電源的應(yīng)用受到限制。因此，以較低成本實(shí)現(xiàn)滿足各種用電設(shè)備要求的最佳電源仍面臨技術(shù)挑戰(zhàn)。

　　本文首先對(duì)五種傳統(tǒng)解決方法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用電路圖進(jìn)行對(duì)比，最后介紹由深圳光華源科技有限公司開發(fā)出的自適應(yīng)二次后穩(wěn)壓集成電路的特點(diǎn)以及應(yīng)用注意事項(xiàng)。

　　首先解釋什么叫多路輸出反激電源。舉例來說，對(duì)于一個(gè)5路輸出反激電源，其指標(biāo)如下：

　　傳統(tǒng)方法一：采用變壓器耦合的多路輸出反激電源(圖1)。這種電路只對(duì)其中一組電路進(jìn)行穩(wěn)壓控制，電路簡(jiǎn)單，成本低。但缺點(diǎn)是：沒有受穩(wěn)壓控制的各路輸出電壓的電平完全取決于變壓器耦合和負(fù)載條件等，當(dāng)外界條件發(fā)生變化，輸出電壓便很不穩(wěn)定；交叉調(diào)整較差。

　　圖1：采用變壓器耦合的多路輸出反激電源。

　　傳統(tǒng)方法二：采用加權(quán)反饋的多路輸出反激電源(圖2)。該方法的的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)所有輸出進(jìn)行控制，任何一路輸出由于負(fù)載的變化而引起電壓的不穩(wěn)定都可以進(jìn)行控制。缺點(diǎn)是：1. 精確度受限；2. 不適于極低輸出電壓；3. 變壓器設(shè)計(jì)更困難；4. 穩(wěn)定性不好；5. 在待機(jī)模式下需額外的開關(guān)；6. 需要共地。

　　圖2：采用加權(quán)反饋的多路輸出反激電源。

　　圖3：采用線性低壓差穩(wěn)壓器的多路輸出反激電源。

　　傳統(tǒng)方法三：采用線性低壓差穩(wěn)壓器的多路輸出反激電源(圖3)。這種電路由于采用線性穩(wěn)壓器對(duì)各輸出進(jìn)行控制，所以能靈活地實(shí)現(xiàn)各輸出端電壓的穩(wěn)定。但由于采用低壓差穩(wěn)壓器，成本較高，而且在待機(jī)模式下，需要額外的開關(guān)或昂貴的LDO。此外這種電路損耗大，效率差，需散熱器散熱，所占體積大，無法實(shí)現(xiàn)小體積的要求。

　　傳統(tǒng)方法四：采用直流-直流步降轉(zhuǎn)換器的多路輸出反激電源(圖4)。這種電路功耗小，靈活性好，但控制回路復(fù)雜、體積增大、成本較高，并且還存在EMI問題。

　　傳統(tǒng)方法五：采用磁放大電路的多路輸出反激電源(圖5)。該電路的負(fù)載調(diào)節(jié)率低，穩(wěn)壓精度高，但缺點(diǎn)是效率低、磁損大、成本高。

　　圖4：采用直流-直流步降轉(zhuǎn)換器的多路輸出反激電源。

　　圖5：采用磁放大電路的多路輸出反激電源。

　　圖6是采用深圳光華源科技有限公司的自適應(yīng)二次后穩(wěn)壓電路HW-×A××的應(yīng)用電路。該電路克服了以上五種傳統(tǒng)解決方法的缺點(diǎn)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 所需的外接元件少、成本低、體積?。?. 能確保各路輸出電壓均能精確地穩(wěn)定，使負(fù)載調(diào)節(jié)率最低，待機(jī)功耗低；3. 輸出靈活可調(diào)；4. 能實(shí)現(xiàn)優(yōu)異線性；5. 具有自適應(yīng)特性，電路簡(jiǎn)潔，無需外驅(qū)動(dòng)，可以不共地運(yùn)行。該電路成功解決了開關(guān)電源的多路輸出控制難題，為擴(kuò)大開關(guān)電源的應(yīng)用，提高電源指標(biāo)，滿足日益增長(zhǎng)的電子設(shè)備儀器的要求提供了一個(gè)最佳方案。

　　圖6：自適應(yīng)二次后穩(wěn)壓電路的外圍電路非常簡(jiǎn)潔，能很好解決傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)。

　　二次后穩(wěn)壓電路HW-×A××的主要參數(shù)為：最高允許工作電壓為30V DC/50V DC；最大允許工作電流分1A、2A、3A三檔；適應(yīng)頻率范圍為10~200kHz；工作模式支持自適應(yīng)PWM和反激拓?fù)?；穩(wěn)壓精度為±1% Vo(要求R1精度為±1%)；輸出電壓可通過外接電阻調(diào)節(jié)(最小輸出電壓為2.5V)。其它特殊參數(shù)和指標(biāo)，可按客戶要求定制。其它特殊參數(shù)和指標(biāo)，可按客戶要求定制。

　　管腳定義如下：

　　使用該集成電路時(shí)，請(qǐng)注意以下兩點(diǎn)：1. 此電路適應(yīng)于反激工作拓?fù)洹?. 在使用此本電路設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，注意按常規(guī)設(shè)計(jì)電壓提高60~80%(增多次級(jí)繞組匝數(shù))以保障工作在PWM狀態(tài)，獲得最高效率。

　　本文小結(jié)

　　此電路應(yīng)用的外接元件少，成功的解決了開關(guān)電源多年來的多路輸出控制的一個(gè)難題，為擴(kuò)大開關(guān)電源的應(yīng)用，向高性能及小型化發(fā)展的同時(shí)，讓電壓控制精度更高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)更快，電磁干擾更低，可靠性方面要求功耗、發(fā)熱溫升更低等等，進(jìn)而滿足日益增長(zhǎng)的電子設(shè)備儀器的要求，提供了一個(gè)最佳的解決方案，應(yīng)用前景廣闊。