0 引言

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

l 傳統的多路輸出方法

1)無源調節

無源調節通過在次級增加一些簡單的無源器件可以使負載交叉調整率得到一定的改善。無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檢測反饋幾路輸出電壓加權和到控制電路中，通過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。但它們實現起來比較簡單，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合。
 

2)有源調節

有源調節也可稱為次級后置裝置調節，即通過在變壓器副邊加入一級有源調節裝置對次級整流電路進行調整來實現對輔輸出電壓的調整。以正激電路為例，圖2給出了五種不同類型的次級后置裝置調節方式，他們具有各自的優缺點。表l給出了不同類型調節方式在電路結構、效率、性價比、調整率以及應用場合等方面的特性比較。
 

2 新穎的多路輸出技術

1)恒流源實現多路輸出技術

傳統的多路輸出技術存在交叉調整率較差或者電路過于復雜等問題，恒流源多路輸出技術通過對幾個控制開關的簡單控制可很好的實現對不同負載的供電。

(1)工作原理

圖3給出了恒流源實現多路輸出的基本工作原理。如圖所示，多個平行負載分別通過一個輸出控制開關接在恒流源的后級，采用分時復用(TM)的方法，每個輸出開關在一個開關周期內只有一段間隔時間與電流源連接，通過控制開關的開通和關斷時間可以控制每路輸出電容上的電壓值，實現多路輸出電壓。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變換器來實現，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，還能實現輸出的雙極性。
 

(2)控制方法

輸出開關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時間內第一路輸出電壓Uo1低于其下限值時，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，S1關斷。當S1、S2、S3都關斷，沒有任何負載與恒流源接通時，Sr導通，恒流源通過Sr續流。每路輸出與恒流源的導通時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關管開關頻率是不斷變化的，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，對各個開關進行恒頻脈寬調制控制，各路輸出開關的控制信號應選用同一斜坡信號以保持同步。以兩路輸出的Buck變換器為例，如圖5所示。VT1和VT2，VTr和VT1，VTr和VT2的驅動信號之間須有一定的死區。
 

恒流源實現多路輸出技術的方法電路磁性元器件少，控制電路簡單，如開關占空比留有一定的死區時間則各路輸出之間完全不存在負載交叉調整率的問題，但輕載時效率較低，比較適用于便攜數字電路系統中的儲備電源。