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多路输出电源的最小负载与交叉调整率

2013-07-10
TDK-Lambda公司

我们的技术支持团队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,为了维持调整率,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。

 

 


Input——输入;Output——输出;Line filter——输入滤波电路;Rectifier——整流电路;Switching——开关电路;Control——控制电路;Detect——输出检测

 

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。

 

 


AC input——交流输入;Inrush current prevention/input filter circuit——浪涌电流抑制/输入滤波电路;Input rectification circuit——输入整流电路;Current detection——电流检测;MOSFET switch——MOSFET开关;Control circuit——控制电路;Auxiliary power supply——辅助电源;Output current smoothing circuit——输出电流平滑电路;Over voltage protection circuit——过电压保护电路;GND (G1)——接地(G1);V1: Output——V1:输出

 

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。