有源并聯(lián)穩壓器與假負載

在線(xiàn)電壓AC到低壓DC的開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品領(lǐng)域中，反激式是目前最流行的拓撲結構。這其中的一個(gè)主要原因是其獨有的成本效益，只需向變壓器次級添加額外的繞組即可提供多路輸出電壓。

通常，反饋來(lái)自對輸出容差有最嚴格要求的輸出端。然后，該輸出端會(huì )定義所有其它次級繞組的每伏圈數。由于漏感效應的存在，輸出端不能始終獲得所需的輸出電壓交叉穩壓，特別是在給定輸出端因其它輸出端滿(mǎn)載而可能無(wú)負載或負載極輕的情況下更是如此。

可以使用后級穩壓器或假負載來(lái)防止輸出端電壓在此類(lèi)情況下升高。然而，由于后級穩壓器或假負載會(huì )造成成本增加和效率降低，因而它們缺乏足夠的吸引力，特別是在近年來(lái)對多種消費類(lèi)應用中的空載和/或待機輸入功耗的法規要求越來(lái)越嚴格的情況下，這一設計開(kāi)始受到冷落。圖3中所示的有源并聯(lián)穩壓器不僅可以解決穩壓?jiǎn)?wèn)題，還能夠最大限度地降低成本和效率影響。

該電路的工作方式如下：兩個(gè)輸出端都處于穩壓范圍時(shí)，電阻分壓器R14和R13會(huì )偏置三極管Q5，進(jìn)而使Q4和Q1保持在關(guān)斷狀態(tài)。在這樣的工作條件下，流經(jīng)Q5的電流便充當5V輸出端很小的假負載。

5V輸出端與3.3V輸出端的標準差異為1.7V。當負載要求從3.3V輸出端獲得額外的電流，而從5V輸出端輸出的負載電流并未等量增加時(shí)，其輸出電壓與3.3V輸出端的電壓相比將會(huì )升高。由于電壓差異約超過(guò)100 mV，Q5將偏置截止，從而導通Q4和Q1并允許電流從5V輸出端流到3.3V輸出端。該電流將降低5V輸出端的電壓，進(jìn)而縮小兩個(gè)輸出端之間的電壓差異。

Q1中的電流量由兩個(gè)輸出端的電壓差異決定。因此，該電路可以使兩個(gè)輸出端均保持穩壓，而不受其負載的影響，即使在3.3V輸出端滿(mǎn)載而5V輸出端無(wú)負載這樣最差的情況下，仍能保持穩壓。設計中的Q5和Q4可以提供溫度補償，這是由于每個(gè)三極管中的VBE溫度變化都可以彼此抵消。二極管D8和D9不是必需的器件，但可用于降低Q1中的功率耗散，從而無(wú)需在設計添加散熱片。

該電路只對兩個(gè)電壓之間的相對差異作出反應，在滿(mǎn)載和輕負載條件下基本不起作用。由于并聯(lián)穩壓器是從5V輸出端連接到3.3V輸出端，因此與接地的并聯(lián)穩壓器相比，該電路的有源耗散可以降低66%。其結果是在滿(mǎn)載時(shí)保持高效率，從輕負載到無(wú)負載的功耗保持較低水平