通过双电阻分压器网络的使用调节电压变化

诸如反激之类的源自变压器的拓扑结构允许电源通过在变压器上增加次级绕组来轻松产生多个输出电压。这就造成了一种情况，您必须选择要调节的输出电压，这并不总是那么容易。它可能是功率最高的输出，也可能是需要严格调节的低压输出。

选择输出后，该电压将用作控制器的反馈。直接反馈仅对特定输出提供出色的调节，而对其他输出（或多个输出）进行“宽松”调节。在许多情况下，未稳压电压可能会在很大范围内变化，这很大程度上取决于变压器的漏感。为了加强调节，一种可能的解决方案是增加电压并添加一个线性调节器。但这增加了成本和热量，并降低了系统效率。在本电源技巧中，我将研究双电阻分压器网络的使用，该网络可使两个输出电压共享电压调节。

图1显示了具有双输出的反激式转换器的简化原理图。输出电压V 1和V 2馈入一个双向电阻分压器，控制器将其用于反馈。该方法通常称为“加权平均”，因为每个输出电压都会对控制器的占空比产生一定的影响。有效的结果是，每个电压可以根据在连接到每个输出（R1和R2）的电阻器中流动的电流相对于R3中的总电流的百分比而变化。如果R3的大部分电流流向R1，则输出V 1的变化最小（因为权重很大），而V 2可能会有很大的不同。如果每个输出电压提供R3电流的一半，则每个输出电压应变化大约相同的百分比。但是，在极端负载差异下的电压调节在很大程度上取决于变压器的漏感，元件寄生效应，甚至是印刷电路板的布局。因此，您可以预期会有一些偏差。

图1双反馈电阻R1和R2提供加权平均。

加权平均的最常见应用是松开一个电压，以拉紧另一个电压。例如，最好不要使一个电压具有±3％的容差（调节），而使第二个电压具有±20％的容差（未调节），而最好使每个电压的变化幅度为±10％。

确定R1，R2和R3的值仅需要根据两个输出所需的平衡来确定权重百分比目标。

请按照以下步骤选择分压电阻R1和R2：

为R3选择所需的值。

 

图2为图1所示的双反馈网络绘制了4条计算得出的调节线。这些线根据上述第6步中的公式绘制了可能的输出电压。在此示例中，V1和V2的标称输出电压分别为3.35 V和9 V，这由变压器T1的匝数比确定。四行代表分配给V1的权重，分别等于100％，90％，70％和50％。100％的权重与使用单个输出电压进行调节相同。由于在3.35-V输出上的权重为100％，因此不考虑第二个输出，因此所画的线是水平的，而9-V输出则独立变化。

图2输出电压相互依赖，并且必须落在特定的调节线上。

对于其他三条调节线，仅特定的调节电压组满足控制器的反馈。如果输出负载很重，其电压将趋于因电压降的增加而下降。如果第二个输出轻载，则其输出电压可能会浮动得远远高于其标称值。这造成一种情况，其中一个输出低于标称值，而另一个输出则比标称值高得多。

像往常一样，控制器尝试通过调整占空比进行补偿，这会迫使两个输出同时升高或降低。R3中的电流会一直调节，直到反馈电压等于控制器的内部VFB参考电压，并且两个输出电压都与调节线上的一个点相交为止。对于平衡负载和低泄漏变压器，电压将趋于保持在曲线的收敛点附近，接近其标称值。但是，输出电压的极端交叉负载以及松散耦合的变压器绕组将使调节电压进一步偏离标称值。

图3图1显示了与图1相似的反激式转换器的测量数据。标绘数据与图2的计算数据非常匹配，只有很小的变化，这主要是由于电阻和VFB容差所致。每条绘制的线由​​四个数据点组成，这些数据点表示两个输出转换器上的四个可能的输出电压极限值（最大值/最大值，最大值/最小值，最小值/最大值和最小值/最小值）。平衡负载（即最大/最大和最小/最小）可提供更严格的调节，并位于线路的中心部分附近。端点代表最大/最小和最小/最大条件下的调节极限。在此示例中，最小值是无负载。该负载确定了输出电压容差的外边界。比较画线

图3测得的数据与图2相关性很好，但范围有限。

预算限制并不总是让您对多路输出转换器中的每个输出电压进行精确的调节，但是某些输出电压可能不需要严格的调节。例如，场效应晶体管栅极驱动器可以在±30％的松散电压下工作。通过增加一个电阻，如果允许另一个电阻具有更大的容差，则可以将非常松散调节的电压恢复到规格范围。因此，在多路输出转换器上进行加权平均的无损技术可能是电源工具箱中的另一个有用工具。

John Betten是德州仪器（TI）的应用工程师和集团技术人员高级成员。

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