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多路輸出電源的最小負載與交叉調整率

2013-07-10
作者:TDK-Lambda公司

我們的技術支持團隊經常被問到的一個問題就是關于多路輸出電源的最小負載,因此我認為這可以作為一個不錯的主題記錄下來。

對于低成本、低功率的多路輸出電源,其技術規格書常常顯示,為了維持調整率,必須為其中一路或多路輸出施加最小負載。

為了解釋其原因,以下提供了一個簡單的三路輸出電源的工作原理圖。

 

 


Input——輸入;Output——輸出;Line filter——輸入濾波電路;Rectifier——整流電路;Switching——開關電路;Control——控制電路;Detect——輸出檢測

 

在該圖的中部靠右側是變壓器的三個輸出繞組。

 

在輸出1(+5V)上,變壓器的輸出得到整流并濾波,從而提供穩定的直流輸出。如果該輸出電壓不在設定電壓的水平,比如由于負載變化導致,電源將自動校正。實現這一功能的過程為,首先檢測輸出電壓,將其與內部參考電壓進行對比,然后通過光電耦合器將信號反饋至控制電路。該控制電路將相應的調節變換器的脈沖寬度。該路輸出的調整率通常為1%至2%。

 

然而,在輸出2和3(+V和-V)上,可以發現并沒有反饋至控制電路。這些輸出稱為“半調節”輸出。例如,如果輸出2的負載增加,則輸出將略微降低,但不提供任何自動校正。該壓降在規格書中表示為負載調整率,通常為3%至5%。

 

關于最低負載,如果輸出1上的負載很小或完全空載,則輸出將仍然保持在設定電壓,但開關變換器脈沖寬度將變得極小。輸出2和3上的輸出電壓由于脈沖寬度極窄而大幅度降低,特別是當輸出負載為滿載時,12V的輸出電壓可能降至8V。

 

相反,如果對輸出1施加滿載,但輸出2和3不施加任何負載,則2和3上的電壓將上升,從而12V的輸出可能會超過14V。

 

輸出1上的負載變化對“半調節”的輸出2和3的效應在很多場合中都稱為“交叉調整率”特性。

 

電源設備的制造商對輸出1指定了最小負載要求以提醒客戶,通常為10%。還可以在輸出2和3上指定最低負載,從而進一步實現更佳的調整率規格。

 

在不指定最低負載的情況下進行操作,通常不會導致電源故障,但將對用戶的設備造成壓力。

 

某些產品,例如TDK-Lambda的MTW系列,采用兩個調節電路來改善電源的調整率規格,其中一個用于為輸出1供電,另一個為輸出2和3供電。請注意,V2和V3都通過控制電路進行檢測。

 

 


AC input——交流輸入;Inrush current prevention/input filter circuit——浪涌電流抑制/輸入濾波電路;Input rectification circuit——輸入整流電路;Current detection——電流檢測;MOSFET switch——MOSFET開關;Control circuit——控制電路;Auxiliary power supply——輔助電源;Output current smoothing circuit——輸出電流平滑電路;Over voltage protection circuit——過電壓保護電路;GND (G1)——接地(G1);V1: Output——V1:輸出

 

有些產品如NV175系列在每路輸出上均有穩壓調節電路,從而完全消除了對最小負載的要求。盡管會增加電源的成本,但是這樣可免除用戶存在的任何擔心,并且有助于實現系統的靈活性。

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