設(shè)計(jì)具有初級側(cè)感應(yīng)的多輸出轉(zhuǎn)換器

在低成本電子產(chǎn)品的殘酷世界中，多輸出反激式電源具有幾個市場優(yōu)勢。這些優(yōu)勢包括：固有的可靠性（更少的組件意味著更少的故障機(jī)會）、良好的外形尺寸（對于給定的輸出功率而言尺寸更小）和低成本。

不幸的是，多輸出反激式電源也存在一些缺點(diǎn)，包括增加的開關(guān)功率損耗和較差的交叉調(diào)節(jié)。與初級側(cè)類型控制器 (PSR) 反激式相關(guān)的另一個缺點(diǎn) 是控制器難以確定要控制哪些輸出，這可能會導(dǎo)致 大的 輸出紋波或系統(tǒng)不穩(wěn)定。

在家庭自動化、機(jī)頂盒的備用電源甚至洗衣機(jī)等終端產(chǎn)品中，PSR（例如 TI 的UCC28722 和UCC28911）可用于多輸出設(shè)計(jì)，本文將介紹用于實(shí)現(xiàn)此目的的簡單電路。

UCC28722反激電源控制器無需使用光耦合器即可提供單獨(dú)輸出的恒定電壓(CV)和恒定電流(CC)輸出穩(wěn)壓。此器件處理來自一次側(cè)電源開關(guān)和輔助反激式繞組的信息，以對輸出電壓和電流進(jìn)行精確控制。
可動態(tài)控制工作狀態(tài)并定制調(diào)制配置文件，支持在所有負(fù)載條件下高效運(yùn)行，并且不會影響輸出瞬態(tài)響應(yīng)。
UCC28722所采用的控制算法使得工作效率符合甚至超過現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。輸出驅(qū)動接口與雙極型晶體管功率開關(guān)相連實(shí)現(xiàn)了低成本轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)。帶有谷值開關(guān)的斷續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)減少了開關(guān)損耗，調(diào)制開關(guān)頻率和一次側(cè)峰值電流振幅(FM和AM)可在整個負(fù)載和線路范圍內(nèi)保持高轉(zhuǎn)換效率。
此控制器的最大開關(guān)頻率為80kHz,并且一直保持對變壓器內(nèi)峰值一次側(cè)電流的控制。輸出過壓和過流以及輸入欠壓保護(hù)特性有助于抑制一次側(cè)和二次側(cè)應(yīng)力分量。此外，UCC28722可通過設(shè)定外部電阻來補(bǔ)償電纜中的壓降。

圖 1：具有獨(dú)立纏繞雙次級的雙輸出反激式。

圖 1 顯示了實(shí)現(xiàn)雙輸出反激式轉(zhuǎn)換器的最簡單方法。漏感 Lk1 會引起隨負(fù)載變化的交流電壓降，并導(dǎo)致交叉調(diào)節(jié)誤差。Lk1 可以降低，如圖 2 所示。

圖 2：具有次級交流堆疊的雙輸出反激式 

如圖 2 所示，疊加輸出會導(dǎo)致泄漏 Lk3 的值顯著降低。

Lk3 小于 Lk1，因?yàn)樵褦?shù) N3 小于 N1。

通過強(qiáng)制 VOUT1 與 VOUT1 共享流經(jīng) D2 的電流，可以進(jìn)一步改善交叉調(diào)節(jié)，如圖 3 所示。

圖 3：具有直流堆疊次級的雙輸出反激式

圖 3 中的電路可與光耦合器型反饋控制器或 PSR 型控制器一起使用。下一節(jié)將介紹如何設(shè)計(jì)具有多個輸出的 PSR 控制器。

圖 4：圖 1 或圖 2 電路的檢測電壓

PSR 型控制器在輸出二極管停止導(dǎo)通的同時(shí)對輸出電壓進(jìn)行采樣。

圖 1 或圖 2 的變壓器配置將產(chǎn)生如圖 4 所示的感測電壓波形形狀。

· 當(dāng)最輕負(fù)載的輸出停止導(dǎo)通時(shí)，波形中的輕微電壓階躍發(fā)生在時(shí)間 T1。

· 當(dāng)更重負(fù)載的輸出停止導(dǎo)通時(shí)，T2 時(shí)刻出現(xiàn)下降。

· T1 相對于 T2 的位置隨負(fù)載而變化。

PSR 控制器的困難在于它需要確定負(fù)載最重的二極管何時(shí)停止導(dǎo)通?？刂破鲀?nèi)的采樣器需要忽略 T1 時(shí)刻的電壓，并測量 T2 時(shí)刻的電壓。如果在錯誤的時(shí)間對電壓進(jìn)行采樣，則會輸出隨負(fù)載變化的電壓誤差。

對于圖 3 的電路，當(dāng)輕負(fù)載輸出軌停止導(dǎo)通時(shí)，檢測電壓沒有明顯下降。輔助波形如圖 5 所示。

圖 5：圖 3 電路的檢測電壓

這將導(dǎo)致可靠且一致的電壓采樣，并且兩個輸出都將得到很好的調(diào)節(jié)。

下面的圖 6 和圖 7 顯示了使用TIDA-00618參考設(shè)計(jì)獲得的負(fù)載調(diào)節(jié)率

這是一款基于UCC28911的雙輸出 +12V、+5V 500mA 反激式轉(zhuǎn)換器。

圖 6：5V 負(fù)載調(diào)節(jié)

圖 7：12V 負(fù)載調(diào)節(jié)

TIDA-00618參考設(shè)計(jì)提供了非常好的交叉調(diào)節(jié)性能，并且確實(shí)類似于基于光耦合器的設(shè)計(jì)。