难题2
使用它可以保证输出安全的
作者：Peter Vaughan
产品应用技术部经理
Power Integrations
右图所示为一个基于TOPSwitch®-GX电源转
换IC的单端反(激)式开关电源。下面的问题
lt36涉及电源输出过载特性。
问题1：初级问题
左图中的哪条曲线（A、B或C）代表一个典型未进行线电压补偿
的单端反激式开关电源的输出功率和输入电压过载特性曲线？
答案： 曲线A。
为什么？： 本例所用的电源设计用来提供12 V 2.5 A的(输出)，相当于最大额定功率为30 W。曲线A 就是在无(输出过载)功率补偿的情况下测量的。曲线B和曲线C是在修订了电源的过载补偿后得到的。
• 曲线A具有典型的电流连续式单端反(激)式开关电源的过载输出特性。当输入电压提高时，电源的过载输出能力也会明显提高。因为虽然控制了峰值漏极电流（I LIM), 但高压时占空比小，能量传输时间长.因此在高压时有更多的能量传输到次级，导致了较高的过载功率。曲线表明电源能在较高的输入电 压时输送约200 %的最大额定输出功率(约60W)，而在较低的电压输入时输送约130 %的最大额定输出功率(约40W)。
• 曲线B表明了相对于输入电压，较平坦的输出过载特性。
• 曲线C表明了相对于输入电压，降低的输出过载特性。
问题2：高级问题
单端反激式漏极
和Z是在85 VAC
和265 VAC测取。
请对上述的A、B
和C的成对波形
进行比较。
*测试条件：上波形线(1) V输入= 85 V AC，下波形线(2) V输入= 265 V AC，两条波形线都为0.5 A/div,2 µs/div
答案： 波形X = B、Y = A、Z = C
为什么？：
• 波形X相当于输入电压为85 V AC和265 V AC时输出功率相类似的情况。注意这种情况，峰值电流在265 V AC时比在85 V AC时低。
• 波形Y相当于输入电压为265 V AC时的输出功率远高于输入电压为85 V AC时的情况。这就是典型的单端反激式开关电源的期望特性，这里的峰值漏极电流设置在常数限。
• 波形Z相当于输入电压为265 V AC时的输出功率远低于输入电压为85 V AC时的情况。
所有的波形都是在同一电源上测定的。在测量高压(265 VAC)的波形时，可以看到电流波形的坡度完全相同。波形之间的区别在于初始漏极电流和最终漏极电流。
creg)，与贮存在循环开始和结束的能量差成比例。连续模式单端反激式开关电源输送到次级线圈的输出功率,(P
O
由如下等式给出：
这种贮存电能以切换频率转换给次级线圈， 这里P
O
这里：
L
表示初始感应傅广生
P
表示初始电流
I
1
表示最终峰值电流
I
2
表示切换频率
F
S
η表示电源效率
本公式可以进行变形，给出(P O/L P.f S.η)或功率比(αP)的值，它是与初始感应或切换频率相独立的。对同一电源，本功率比(αP)可用于计算电源的相对输出功率。
观察打出的波形图我们可大致估算出初始电流(I
1)和最终峰值电流(I
2
)。通过本公式，我们可以计算出(α
P
)
的值，它是电源在这些条件下输送的输出功率的相对值。我们可以看出波形X的功率比(α
P
)在高压和低压区间基本恒定不变。然而，波形Y的功率比在高压时比在低压时提高了很多。恰恰相反，波形Z的功率比在高压时比在低压时则明显降低了。
波形低压(85 VAC)高压(265 VAC)
I2I1αP I2I1αP
X0.900.500.280.800.200.30
Y 1.000.500.38 1.100.400.53
Z0.900.450.300.650.000.21
问题3：专业问题
通过控制转换器的峰值漏极电流限可以对一个典型的单端反激式开关电源进行输出过载特性补偿。当使用TOPSwitch-GX时，仅通过正确选择上图中一个无源元件R2的值就可以获得补偿。得到一个平坦的过载输出特性曲线有什么好处呢？
可以通过调节初始峰值电流极限和输入电压的关系来控制电源的过载输出能力，维持恒定的输出功率(P
O
)。当使用TOPSwitch-GX时，可以通过控制装置X针的输入来调节是输入电压函数的最大初始峰值电流(I2)。电阻R2可进行电流极限调节，作为输入电压的一个函数。理想的峰值控制是非线性调节。电阻R2可进行线性调节，作为输入电压的一个函数；虽然不理想， 跟没有补偿相比，还是提供了一阶的改进.
一个输出过载特性很平坦的设计有如下的优点：
• 当用RCD(电阻-电容-二极管)来嵌位初级关断时的漏感尖峰时，峰值嵌位电压与初级关断时的峰值电流和初级的直流电压有关.减少高压时的初级电流就减少了漏感的储能，降低了嵌位电压，使最高的漏
极电压和管子的最高工作电压相比，有更大的裕量.(BV DSS）。
• 输出二极管上的应力达到最小。没有过载保护，就要加大输出二极管，以适应高压过载时较高的峰值电流和电压。
• 变压器在最坏的情况下具有较低的热应力.
• 降低了过载时的电源内部最大功耗.这对小型封装的电源是一个非常重要的考虑因素，因为这种小型封装的电源自身散热会产生问题（例如笔记本电脑或其它适配器）。
电源
难题
3
多路输出优化设计方案
作者：Peter Vaughan
产品应用技术部经理 Power Integrations
请您在烦忙的日常工作之余稍事休息，来回答下面三个关于多路输出电源连续工作模式的问题，测试一下您的电源设计知识。然后核对你的答案，您将有机会赢取一款新型Apple iPod Mini。
TOPSwitch ®-GX 右边是一个基于TOPSWITCH 的典型
的多路输出单端反激式开关电源原理图。下面是关
于深度工作模式的问题
问题1：初级问题
漏极电流波形A、B 是在同一个电源但变压器原边电感量不同的条件下测量的。表1既包括有效电流和
包括峰值电流。
a. 从(W 、X 、Y 和Z)选出波形A 、B 的峰值电流值
b. 从(W 、X 、Y 和Z)选出波形A 、B 的有效电流值
c. 峰值电流和有效电流中，哪一个对电源效率更重要？ W X Y Z 0.568 A
0.88 A
1.2 A
0.538 A
表一- 各种电流值（有效电流和峰值电流）
正确答案：
a. 波形A 的峰值电流值Ipk= Y (1.2 A)。波形B 的峰值电流值Ipk= X (0.88 A)。
这可从波形图上直接测出。
b. 波形A的有效电流值 Irms=W (0.568 A)。波形B 的有效电流值Irms= Z (0.538 A)。
有效电流可按如下方法计算：
有效电流和极限电流的计算
图2- 原边电流–边界连续/不连续模式，Kp ³ 1
下述公式给出了原边电流在不连续模式或边界连续/不连续）状态下有效电流的计算方法：
图3- 原边电流 – 连续模式，Kp < 1
儒学联合论坛下述公式给出了原边电流在连续模式状态下的有效电流计算方法：
运用本公式和从原边电流波形测得数据，我们都可以计算出以上两个电流波型的有效电流值。请注意波形A是轻度连续 - 这可以从波形A的非零初始电流值看出来。因此波形A和波形B都应该运用连续模式公式来计算有效值。
T ON T I1I2
波形A – 从波形图上读数 4.35E-067.50E-060.099 1.239
波形B – 从波形图上读数 4.45E-067.52E-060.4970.882
表4- 波形A、B - 测量数据
D ON I有效值（PRI）
波形A – 计算值57.94%0.568
中国知识网波形B – 计算值59.19%0.538
表5- 波形A、B - 计算值
有效电流和峰值电流都会影响电源效率。峰值电流决定漏感（1/2.L.Ipk2))的寄生功率损失。有效电
）和电源内有阻元件的功率损失。可以看出，以连续导电模式流决定有阻元件，如主MOSFET管(I
RMS2. RDs(ON)反物质世界
工作将大大降低有效电流（要知道阻抗损失与有效电流的平方成比例，因此有效电流即使增量很小，计算出的阻抗损失也可能很大）。
例如对于所论述的电源，波形A、B的效率分别如下：
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议