開關(guān)電源多路輸出電源的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計

時間：2024-09-09 10:39:53

關(guān)鍵字：開關(guān)電源 IC 效率

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[導(dǎo)讀]幾乎市面上所有的嵌入式系統(tǒng)都會用到多路輸出電源，包括常見的多路輸出線性電源和多路輸出開關(guān)電源。

幾乎市面上所有的嵌入式系統(tǒng)都會用到多路輸出電源，包括常見的多路輸出線性電源和多路輸出開關(guān)電源。

比如冰箱系統(tǒng)中，制冰需要25VDC供電，主控MCU需要3.3VDC或5VDC供電，顯示背光板需要恒流的30VDC供電;電視機系統(tǒng)中，邏輯電路需要5VDC供電，逆變/調(diào)諧電路需要±12VDC供電，音頻需要24VDC供電，顯示背光板需要恒流的60VDC供電。

有時候，我們在生活中看到電源系統(tǒng)是單路輸出的，比如我們的手機充電器只輸出5VDC，但事實上我們的手機內(nèi)部集成了PMIC，它會做到二次分配，將單路的DC電源二次變換成多路輸出電源，包括4VDC、3.5VDC、3.1VDC、1.7VDC等。

換言之，當前市場上傳統(tǒng)的多路輸出電源多采用的是“單路輸出反激式電源+多個降壓/升壓變換器”的方案，這種二次變換的電源通常效率不佳，且成本較高。而如果我們采用單級多路輸出，雖然成本和效率方面更占優(yōu)勢，但是在空載功耗或輸出精度方面又有所欠缺。所以在傳統(tǒng)的多路輸出電源設(shè)計過程中，工程師們總要根據(jù)實際需求來權(quán)衡效率、空載功耗和輸出精度這三大挑戰(zhàn)。

圖 | 傳統(tǒng)的多輸出電源所面臨的挑戰(zhàn)

舉個例子，如下圖所示，傳統(tǒng)多路輸出反激式開關(guān)電源往往僅對主輸出進行穩(wěn)壓調(diào)節(jié)，從圖中可以看到主輸出是有反饋調(diào)節(jié)電路的，但是輔助輸出是沒有的。

圖 | 多路輸出電源的電路結(jié)構(gòu)

所以，在傳統(tǒng)多路輸出反激式開關(guān)電源方案中，雖然很容易添加輔助輸出，但是這些輔助輸出是不受控的，一旦不受控就會給輸出電壓帶來一些問題，包括負載的變化、輸入電壓的變化、其他路輸出負載的變化、產(chǎn)線誤差和溫度的變化、變壓器一致性問題等，都會帶來該路輔助輸出電壓的變化，如輕負載時輸出電壓會急劇增加等。綜合以上因素，輔助輸出電源通道的電壓變化甚至?xí)_到20%以上。

圖 | 傳統(tǒng)多路輸出反激式開關(guān)電源輸出電壓隨輸出負載變化的跟隨情況，來源：Power Integrations

當然，我們也可以給輔助輸出也增加“加權(quán)反饋”，來改善其穩(wěn)壓精度，但對于輕負載的情況還是會存在電壓漂高的問題，通?？梢圆捎迷黾蛹儇撦d來調(diào)節(jié)，不過增加了假負載后，待機功耗又會上來，因此是選擇穩(wěn)壓精度還是待機功耗，二者不可兼得。

面對這種情況，PI(Power Integrations)公司今日推出了InnoMux-2?系列單級獨立穩(wěn)壓的多路輸出離線式電源IC。

InnoMux-2 IC將初級AC-DC和后級DC-DC變換級整合到單個芯片中，可提供多達三個獨立穩(wěn)壓輸出，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：白色家電、工業(yè)系統(tǒng)、顯示器以及其他需要多組供電電壓的應(yīng)用場景，如：電視機、顯示器、家電、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、智能家居和樓宇自動化、LED應(yīng)急照明以及工業(yè)電源。