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引言

多路輸出技術(shù)中一個(gè)重要性能指標就是負載交叉調整率的問(wèn)題，我們通常采用變壓器副邊多個(gè)繞組的方法來(lái)實(shí)現多路輸出。但是這種方法一般只采樣一路主輸出進(jìn)行反饋調節控制，因此交叉調整性能較差。改善多路輸出開(kāi)關(guān)電源交叉調整率的方法可分為無(wú)源和有源兩類(lèi)。本文首先介紹了幾種傳統的多路輸出技術(shù)，并對其進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析和總結。重點(diǎn)介紹了兩種新的多路輸出技術(shù)：恒流源實(shí)現多路輸出和PWM—PD多路輸出技術(shù)。結合典型拓撲探討了PWM—PD技術(shù)的應用前景。

1 傳統的多路輸出方法

1)無(wú)源調節

無(wú)源調節通過(guò)在次級增加一些簡(jiǎn)單的無(wú)源器件可以使負載交叉調整率得到一定的改善。無(wú)源調節包括耦合電感調節控制和加權電壓反饋調節控制兩種，如圖1所示。前者通過(guò)將輸出電感L1、L2繞在同一磁芯上，相當于增大了濾波電感，使輔輸出穩壓，從而使負載交錯性能得到一定改善。加權電壓反饋調節同時(shí)檢測反饋幾路輸出電壓加權和到控制電路中，通過(guò)合理設計各路輸出反饋電壓的加權因子，調整各路輸出電壓。這兩種方法都存在調節誤差。但它們實(shí)現起來(lái)比較簡(jiǎn)單，不增加電路的復雜性，適用于對輸出電壓精度要求較低的場(chǎng)合。

2)有源調節

有源調節也可稱(chēng)為次級后置裝置調節，即通過(guò)在變壓器副邊加入一級有源調節裝置對次級整流電路進(jìn)行調整來(lái)實(shí)現對輔輸出電壓的調整。以正激電路為例，圖2給出了五種不同類(lèi)型的次級后置裝置調節方式，他們具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。表l給出了不同類(lèi)型調節方式在電路結構、效率、性?xún)r(jià)比、調整率以及應用場(chǎng)合等方面的特性比較。

2 新穎的多路輸出技術(shù)

1)恒流源實(shí)現多路輸出技術(shù)

傳統的多路輸出技術(shù)存在交叉調整率較差或者電路過(guò)于復雜等問(wèn)題，恒流源多路輸出技術(shù)通過(guò)對幾個(gè)控制開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)單控制可很好的實(shí)現對不同負載的供電。

(1)工作原理

圖3給出了恒流源實(shí)現多路輸出的基本工作原理。如圖所示，多個(gè)平行負載分別通過(guò)一個(gè)輸出控制開(kāi)關(guān)接在恒流源的后級，采用分時(shí)復用(TM)的方法，每個(gè)輸出開(kāi)關(guān)在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內只有一段間隔時(shí)間與電流源連接，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間可以控制每路輸出電容上的電壓值，實(shí)現多路輸出電壓。該恒流源可以用平均電流控制型Buck，Buck—Boost，SEPIC，反激等單電感PWM DC—DC變換器來(lái)實(shí)現，如果輸入輸出需要電氣隔離則可用正激變換器拓撲。根據不同的電路拓撲，電路可工作在斷續(DCM)模式，也可工作在連續(CCM)模式，還能實(shí)現輸出的雙極性。

(2)控制方法

輸出開(kāi)關(guān)S1、S2、S3的占空比控制有幾種控制方法。一種是滯后控制，如圖4所示。t1時(shí)間內第一路輸出電壓Uo1低于其下限值時(shí)，S1導通，電流源對輸出電容C1充電，輸出電壓逐漸升高，當達到它的上限電壓值時(shí)，S1關(guān)斷。當S1、S2、S3都關(guān)斷，沒(méi)有任何負載與恒流源接通時(shí)，Sr導通，恒流源通過(guò)Sr續流。每路輸出與恒流源的導通時(shí)間在一定范圍內取決于它的滯后帶寬。采用滯后控制的功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)頻率是不斷變化的，不利于電路參數的設計。

電壓反饋控制是另一種更可取的方法，對各個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行恒頻脈寬調制控制，各路輸出開(kāi)關(guān)的控制信號應選用同一斜坡信號以保持同步。以?xún)陕份敵龅腂uck變換器為例，如圖5所示。VT1和VT2，VTr和VT1，VTr和VT2的驅動(dòng)信號之間須有一定的死區。