无源优化策略提升多路输出电源交叉调整率的新方案

本文主要探讨了一种新型的改善多路输出电源交叉调整率的解决方案，针对多路输出开关电源设计中的挑战，特别是如何提升在负载电流变化时各输出电压的稳定性。交叉调整率是衡量多路输出电源性能的关键指标，它受到变压器绕组间的漏感、绕组电阻及电流回路寄生参数等因素的影响。 传统的多路输出开关电源设计中，无源和有源两种方法被用来优化交叉调整率。无源方法，如输出电压加权反馈控制，适用于反激电路，通过优化变压器耦合和嵌位电路来提高性能。而有源方法如线性或开关稳压电路虽然能提供更高的调整率，但会牺牲效率和增加成本，可靠性与复杂性相对较低。当采用这些常规手段仍无法满足设计需求时，可能需要通过添加假负载或选择成本更高的有源方案来解决。 本文提出的新方案是基于TDK-Lambda的，具体策略是在两个相等匝数的输出绕组（例如Ns1和Ns2）的同名端连接一个电容C1，这种方法尤其适合于反激变换器。通过分析，当两个绕组的电流相等（Is1=Is2），考虑到绕组漏感的影响，整个电路可以简化为一个等效模型，如图3所示。在电源稳定运行时，电感Lleak1和Lleak2两端的平均电压为零，这使得电容C1的作用得以显现，有效地抵消了因负载电流变化导致的输出电压波动，从而提高了交叉调整率。 这个创新的无源设计方法不仅保留了电源的高效性，还降低了复杂性和成本，为多路输出电源设计师提供了一个有效的解决方案，尤其是在追求高精度和低噪声的小功率电子系统应用中。通过这种设计，可以在满足高性能要求的同时，保持电源系统的经济性和可靠性，是现代电子设备设计中一个重要的进步。