开关电源模块十篇

开关电源模块篇1

【关键词】LM2596；UCC29002；反馈

1 系统整体设计方案

系统整体如图1所示。

图 1 系统整体框图

2 主要模块设计方案

2.1 供电系统

桥式整流电路的工作原理如图2：e2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。电路中构成e2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz，上形成上正下负的半波整洗电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。电路中构成e2、D2、Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。

图 2

2.2 DC模块的选择

电源芯片采用美国国家半导体的LM2596―ADJ它是一款降压型的PWM调节方式的开关稳压电源的芯片，内部振荡源频率为 150KHZ，最大输出电流3A，最大输出电压40V，基本可以满足题目要求。它通常被作为恒压电源应用，此时其通过电压取样电压反馈稳压方式达到稳定电压的目的。

2.3 输出电流比例实现方案

输出电流比例实现有两种方案。一是通过单片机控制ucc29002来实现电流比例，但电路极其复杂。二是调节内部参数使DC-DC模块输出电流1：2。当电流需要1：1的时候，通过检测，单片机识别选通，让均流模块电路ucc9002工作，实现电流1：1。

UCC29002采用一个高增益、高精度的放大器，能检测到外面的输入的微小的电压变化量，放大倍数的大小可以通过改变外电路的参数获得。UCC29002中的电流检测放大器的输入偏置电压极低，使得它可以精确的检测到一个阻值很小的电流采样电阻上的微小电流变化量。而且，它的共模范围介于接地电压和UCC29002供电电压之间。芯片电流读出放大器超低的输入补偿电压使得对通过低值电阻的电流信息的检测更加适宜。为防止错误的输出调整信号，在误差放大器的反向输入端加一个比同向输入端高25mV的固定偏置，当连输入端输入相等时不会做出调整。当芯片不能正常工作时调整放大器的同向输入端将被下拉到地（相当于误差放大器输出为零），防止该单元被错误调整，此外，误差放大器的两个输入端还可作为使能。

2.4 单片机检测实现方案

用霍尔传感器（ACS712）检测负载上电流，把电流变为电压，然后经过D/A把信号传给单片机。

2.5 单片机过流控制方案

用单片机实现对模拟开关CD4051控制选通实现电路调整如过流保护，如图3所示。

图3

使用低功耗单片机MSP430实时监测电流。因为UCC29002的8脚电压与系统的输出电流成正相关，我们用MSP430片内12位ADC定时采样该电压。并把它与预先设定的电压比较来判断过流。当连续两次检测到电流过大时，关断TPS5430使系统不输出电压，6秒延时后使能TPS5430，并继续检测电流。

3 系统测试与误差分析

3.1 性能指标

实验过程：在实验室220v交流点下分别测量CD模块空载输出（测量数据及结果如表1）和负载输出。

3.2 比例均流性能指标

实验过程：把CD模块的输出端后接均流电路分别测量两路的输出电流。

3.3 单片机调节电路性能

实验过程：调节可视负载使输出总电流由1A逐渐增大到6A再减小到4A观察各电路电流量。

3.4 均流效率

实验过程：改变负载电阻测量负载功率P1和CD模块输出功率P2由P1/P2计算均流效率。

从测试结果来看，均流偏差在0.5%以内。但是电源均流时两路的电流仍有一定的误差，并非绝对均流；而且均流偏差变化不是线性的，即输出电流增大时，均流偏差不是单调变化。主要原因是由于我们均流方法是UCC29002，通过能检测到外面的输入的微小的电压变化量，放大调节。但由于电路本身和焊接等原因，造成一定误差。若需要进一步减小误差，则需采用更为精确的平均电流均流法。均流误差的非单调变化，主要是由于采样电阻等分立元件的温漂及杂散噪声引起，当温度变化或工作频率变化时，电阻会偏离原来的阻值，导致UCC29002内部调节信号偏离理论计算值，从而使调制的信号和理论值有差异，产生均流偏差波动。

【参考文献】

[1]刘光祜，饶妮妮.模拟电路基础[M].电子科技大学出版社，2003.

[2]李晓霞.PROTEL DXP 2004[M].北京航空航天大学出版社，2001.

[3]谢自美.电子线路设计[M].华中科技大学出版社，1999.

[4]李广弟.单片机基础[M].北京航空航天大学出版社，2001.

[5]杨恩江.一种精密实用的仪表用恒流源设计[J].仪表设计，1996（02）.

[6]尉广军，朱宇虹.几种恒流源电路的设计[J].电子与自动化，2000（01）.

开关电源模块篇2

关键词 DAM发射机 B-电源 功放模块 开关时间

一、引言

B-电源在DAM-10KW发射机中起着非常重要的作用，它不仅给所有功放模块的开通提供偏置电压，而且通过改变功放模块开关的响应时间，使功放模块组在任何时刻的开关时间保持一致，从而减少发射机的噪声输出。若发射机B-电源设置不合适，某一时刻一组功放模块开通时间比相邻上一组模块关断时间提前，将会使发射机输出包络信号产生一个“尖峰”，而经音频调制后的B-电源就会避免这种现象的发生，使各组功放模块在任何时刻的开关响应时间取得一致。

二、B-电源电路原理分析

发射机B-电源主要由音频+直流输入电路、稳压电路和输出保护电路三部分组成，其核心组件为N3集成电路（型号为UC3834），它是一个高效的线性稳压块，N3集成块内部设有误差放大器，通过对输出电压与参考电压进行比较，从而实现对输出电压的调整。当电源电压升高时，稳压集成块13脚的输出电流减少，导致输入到V5基极的电流减少，使输出电压下降。当电源电压下降时，V5基极的电流增大，使输出电压升高。从而保证当外电压或负载在一定范围内变化时，保持输出电压基本不变。发射机B-电源详细电路如图一所示：

1.音频+直流输入电路。来自音频处理板的音频+直流信号，从J4-10端子输入，该输入电路由二极管VD12、VD10及削波调整电位器RP39、电阻R21、R22、R23组成。二极管VD7为嵌位二极管，VD6为保护二极管防止意外正电压的串入。B-电源中的音频+直流输入电路工作于非线性状态，当音频+直流输入信号较小时，N3-9脚的参考电压基本上按比例与输入信号进行变化，当音频+直流输入信号变得更负时，则削波就越来越厉害，输入信号的变化对N3-9脚参考电压和调制B-输出电压的影响也越小。

2.稳压电路。稳压电路由集成块N3和晶体管V5组成，-8VDC电源分别通过保险F3和电阻R25加到晶体管V5的发射极和N3集成块的5脚，电容C12、C13为高、低频旁路电容，N3中的误差放大器对8、9两脚输入端电压进行比较，产生一控制电压控制外接晶体管V5的基级，从而控制输出电压的变化，输出电压的大小取决于发射机输出功率及瞬时调制电平。N3供电电压由+8VDC通过R36接到N3的1脚。R37、C11组成的补偿网络，C10为故障报警延时电容，其延时时间长短由电容容量的大小决定，+8VDC电源通过电阻R19为报警电路提供正电压。

3.输出保护电路。VD9、VD11为瞬间保护和箝位电路，防止负载受损坏。电压保护电路由V4、R28-R31组成，故障时N3-16脚输出高电平，V4导通，-5VDC电源通过R28-R31并联后到地，使输出电压降低。

调整管的保护由VD8完成，正常时VD8截止，当瞬间有反压加到V5的发射极，VD8将导通，从而保护外接晶体管，C14、C15为旁路电容。

三、B-电源在发射机电路中的作用

DAM-10KW发射机功放模块开通或关闭的数量和顺序由调制编码板控制，每块功放模块内部的两半桥分别设有三极管控制电路，控制电压为负电压时功放模块开启。发射机在高调幅正峰期开通模块数多，负荷重。在调幅负峰区，开通模块少，负荷较轻。因此B-电源作为所有功放模块开通时的偏置电压，采用受音频信号调制的负电源，电压大小随音频信号的变化而变化。

以DAM-10KW机为例，在10KW载波、100%正峰调制时，有36块功放模块被打开；10KW载波、无音频时，有18块功放模块被打开。因此，在低功率（包括负峰调制）情况下，只有少量的大台阶模块导通，这时每个功放模块的负载很轻，当更多的模块加入导通后，负载显著地加重，模块的负载电流变化很大，从而使所需的开关响应时间发生变化，这就需要调整模块的开关响应时间。同时，发射机在功率较高的情况下，模块负载的变化没有功率较小时变化快，即负载变化更缓慢，模块开通与关闭的响应时间对负载电流的影响变小。因此，B-电源必须以一种非线性且与音频相对应的方式变化。

在DAM-10KW机中的具体做法是：用来自音频处理板的音频+直流信号去调制直流稳压板上的B-电源，这个受控的B-电源最终送到功放模块，与功放开关控制信号一起控制功放模块的开通和关闭。在输出功率10KW、调制度为100%时，B-的瞬时电压大约在-2V至-6V之间变化。在输出功率为0时，B-电压近似于-2.5VDC直流电平。在100%负峰调制时，B-瞬时电压约为-2.7V。在100%正峰调制时，B-瞬时电压约为-5.7V。这一电压范围还随着输出功率的降低而减少。也可以这样说，受音频调制后的B-电源可以对冲掉因开通模块总数目的变化而导致的功放模块开关响应时间的变化，使各功放模块在任何开关时刻的响应时间取得一致。

开关电源模块篇3

直流充电模块主要包括蓄电池组、绝缘监测、单元集中监控、单元直流馈电、单元充电模块、交流配电单元等共同组成。由于受到了开关器件性能的影响,因此每个开关电源模块只有几千瓦的最大输出功率,然而在实践中直流系统供电需要几百千瓦。为此,必须要选择并联多个高频开关电源模块的方式确保充电机完成大功率的输出,隔离变压器由于高频化因此具有更小的质量和体积,这样对模块化的实现非常有利。除此之外,选择软开关技术可以使开关损耗得以大幅度减少,并且使变换效率得以提升。在直流系统中绝缘监测可以对正负母线对地的绝缘情况进行时刻监视,如果正母线接地就有可能会导致出现保护的误动作,如果系统在负母线接地的时候出现一点接地的现象,就会导致断路器拒动[1]。

1.2交直流一体化电源系统的通信电源模块

在常规变电站中通信电源往往都是独立设置,从而将稳定可靠的电源提供给运动装置和融信设备。然而这种方式具有较高的设备投资、较大的占用空间等不足,而且其具有与站内直流系统相类似的一些功能,无法使智能变电站网络化、经济化以及简约化的要求得到满足。根据我国电网公司的最新规定,一些变电站必须要选择使用交直流一体化电源系统,不再单独配置通信电源,也就是经过DC/DC变换之后由直流系统向通信设备供电。在直流充电模块中选择冗余技术、均流技术、软开关技术、模块化小型化等高频开关电源技术在通信电源DC/DC变换器中同样适用。

1.3交直流一体化电源系统的UPS电源模块

在站用变压器发生供电故障之后,UPS可以将可靠的电能提供给交换机、五防闭锁机以及后台监控机等重要的负荷。在具体的运行过程中UPS存在着2路输入电源,其在正常的时候经整流、逆变将由交流输入的电能提供给负载。如果中断交流输入,那么在经过逆变后,将由直流输入的电能提供给负载。在UPS中的逆变部分和整流部分仍然对高频开关电源技术进行了应用。除此之外,UPS的非常重要的发展方向就是冗余技术和模块化[2]。

2交直流一体化电源系统均流技术和N+1冗余技术

UPS电源、通信电源和直流充电电源都选择了冗余供电方式并联N+1模块化,N+1冗余技术由于高频开关电源的模块化、小型化和高频化而得到了较快的发展。N+1冗余主要指的是选择N个电源模块并联供电从而使全部负荷的电能需要得到充分的满足,而要想使供电可靠性得以进一步提升,就需要再将一个电源模块并联进来,这样剩下的N个模块在其中的一个模块发生故障之后人仍然可以使供电的要求得到满足。相对于采用单台电源供电的方式而言,采用这种方式具有更高的可靠性。同时,选择热插拨方式能够在系统中随时将故障电源模块退出,这样就确保维护检修工作的方便性[3]。常用的高频并联电源模块均流技术为:以输出阻抗的大小为根据选择均流技术,采用这种方法具有较低的均流准确性,主从均流技术一般需要将一个主模块人为的确定下来,然后与其他的从模块之间开展通信。而民主均流技术并联运行的各个电源模块中并非是人为事先设定主模块,而是以哪个模块具有最大的输出电流为根据来确定,如果某模块而具有最大的输出电流那么其就属于主模块,而从模块就是剩余的模块,采用这种自动设定主模块的方法就可以确保冗余设计的实现。

开关电源模块篇4

关键词:直流电源 直流屏 模块化 安装调试 故障处理

直流电源系统是保证各类变电站、水力、火力发电厂正常、安全运行的电源设备,也是其它使用直流设备用户的直流电源,是电力系统的重要组成部分,为信号设备、继电保护、自动装置、合闸操作提供直流电源,并在外部交流故障的情况下,继续提供直流电源,是继电保护、自动装置和断路器等设备正确动作的基本保证。直流电源系统的重要性不言而喻,它的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性、安全性,其稳定运行对防止系统破坏、事故扩大和设备严重损坏至关重要。

1.直流电源系统

由蓄电池组构成的变电所操作直流电源系统独立于交流动力电源系统之外,不受交流电源系统故障的影响,有很高的可靠性,因为整个蓄电池组故障而造成停止供电的可能性极小,就可靠性而言,还没有其他电源装置可以替代。直流屏整体结构主要由蓄电池部分、充电模块单元、监控部分等构成。按照输入输出的顺序,直流电源系统可以细分为如下几个部分:交流配电单元(包括交流输入、自动切换、C/D级防雷系统、交流信号检测)、AC/DC整流模块、蓄电池输入及其配电单元、电压调节单元、直流馈出配电单元、绝缘监测仪、电池巡检仪、监控单元、配电监控单元(包括交流配电、直流配电),此外还有部分特殊功能组件。

1.1交流配电单元。交流电源输入分为手动控制和自动控制两种输入方式。两路输入时基本上都是采用自动切换方式,使用交流自动切换控制盒并辅以部分元器件就可以组成实现自动切换电路,实现系统两路交流电源的自动切换输入。

1.2直流充电母线。交流电源通过各配电输出开关向相应的整流器供电,整流器输出直流电源与蓄电池并联输出形成充电母线。

1.3 直流馈出母线。直流馈出母线有单母线和单母线分段两种形式,具体设计和生产需要依据实际的技术要求进行详细设计。

2.直流电源系统模块

直流屏主要由以下三部分构成:

2.1蓄电池模块。蓄电池模块功能主要是在交流电源断电时能够实时地提供二次电路所需的直流供电。

2.1.1硅链调压。硅链调压装置原理是在合闸母线上串入硅堆,利用硅堆压降降低输出电压。

2.2充电模块。充电模块功能主要有两个:一是交流整流,即将交流电源转换成稳定的直流电源;二是稳压稳流,即实时地给蓄电池充电,以确保蓄电池随时处于可供电状态。

2.2.1一体化插座。充电模块采用输入输出一体化插座,可热插拔,因此模块安装维护极为方便。

2.3监控模块。监控系统包括充电模块内部的监控电路、监控模块、配电监控、绝缘监测仪、电池巡检仪等模块,该系统是直流屏的控制核心,其主要负责监控交流及电池状态等众多的物理量,并且控制充电模块部分智能的对电池进行充电。能够实时测量、处理、控制、存储和报告系统所有事件,同时对分布式电源系统及其组成设备进行遥测、遥信、遥控、遥调,能够实时监视系统和设备运行情况,记录和处理相关数据。

3.安装调试

系统接线完毕、调试通电前检查及绝缘测试完成后,就可以进行系统通电调试。为确保调试时,设备和人身的安全,必须细心谨慎,遵循“测量―操作―测量”的调试方法,严格按照调试步骤进行。

3.1交流配电部分。把柜内市电的三相交流空气开关、各个充电模块的空气开关都打在断开的位置,监控模块的开关(在监控模块背面)也打在“OFF”的位置,断开所有负载。合上外部的交流配电开关,将用户引入电源开关接通,测量对应交流输入空开的引入端,应该有正常的380V交流电压(线电压),且每相电压差值相对较小。正常则可将对应交流输入空开合闸。如果是两路交流输入自动切换的系统,应该作交流自动切换检查。

3.2充电模块。交流配电部分正常工作后,可作充电模块的通电调试:将模块1控制开关合上。检查模块的输出电压和输出电流。依次按顺序合上其它2个模块的控制开关。检查各个充电模块的输出电压是否一致,最大不应超过1V。

3.3直流配电。充电模块部分正常工作后,接着作直流配电部分的通电调试:依次合上控制回路的各个输出控制开关,检查相应的输出端子电压和对应指示灯。依次合上合闸回路的各个输出控制开关,检查相应的输出端子电压和对应指示灯。

3.4系统监控。直流配电部分正常工作后,可作系统监控部分(包括配电监控和监控模块)的通电调试。

3.5负载的接入。可适当地接入一些负载,让系统工作在轻载,或半载,或重载状态,进行均流调节。

3.6电池的接入。在上述调试步骤正确完成无故障或故障排除后,可以实行对电池的接入。

4.故障处理

在安装和调试过程中,监控模块发生告警的现象属于该过程中正常现象。掌握了通用的故障处理流程,就能根据故障现象查找故障根源,进行分析,从而排除故障。通用的故障处理流程如下:开始――读取监控模块告警信息――分析告警信息所在的单元类型――根据模块类型查找分析实际运行参数和监控参数,寻找问题根源――对故障根源逐级排查,直到找到故障根源部件――更换故障部件或者重新设置参数――结束。

直流电源系统是变电站的一个重要组成部分, 对变电站的正常运行起着重要的作用,安装调试的好坏直接影响着变电站的可靠性,所以在变电站设计和安装调试中,要根据变电站的实际情况进行选择, 选择最合理的方案并进行相应的暗转调试工作,才能保证直流电源发挥其应有的作用。

参考文献:

[1] 能源部西北电力设计院,电力工程电气设计手册

[2] 沈庆,浅析变电站直流系统馈电线路故障及解决方法,科技创新导报,2009.35

开关电源模块篇5

关键词：变电所；直流电源； 安装调试；故障处理

直流电源系统是保证各类变电站、水力、火力发电厂正常、安全运行的电源设备，也是其它使用直流设备用户的直流电源，是电力系统的重要组成部分，为信号设备、继电保护、自动装置、合闸操作提供直流电源，并在外部交流故障的情况下，继续提供直流电源，是继电保护、自动装置和断路器等设备正确动作的基本保证。

1 直流电源系统

由蓄电池组构成的变电所操作直流电源系统独立于交流动力电源系统之外，不受交流电源系统故障的影响，有很高的可靠性，因为整个蓄电池组故障而造成停止供电的可能性极小，就可靠性而言，还没有其他电源装置可以替代。直流屏整体结构主要由蓄电池部分、充电模块单元、监控部分等构成。按照输入输出的顺序，直流电源系统可以细分为如下几个部分：交流配电单元（包括交流输入、自动切换、C/D级防雷系统、交流信号检测）、AC/DC整流模块、蓄电池输入及其配电单元、电压调节单元、直流馈出配电单元、绝缘监测仪、电池巡检仪、监控单元、配电监控单元（包括交流配电、直流配电），此外还有部分特殊功能组件。

1.1交流配电单元 交流电源输入分为手动控制和自动控制两种输入方式。两路输入时基本上都是采用自动切换方式，使用交流自动切换控制盒并辅以部分元器件就可以组成实现自动切换电路，实现系统两路交流电源的自动切换输入。

1.2直流充电母线 交流电源通过各配电输出开关向相应的整流器供电，整流器输出直流电源与蓄电池并联输出形成充电母线。

1.3 直流馈出母线 直流馈出母线有单母线和单母线分段两种形式，具体设计和生产需要依据实际的技术要求进行详细设计。

2 直流电源系统模块

直流屏主要由以下三部分构成：

2.1蓄电池模块 蓄电池模块功能主要是在交流电源断电时能够实时地提供二次电路所需的直流供电。

2.2硅链调压 硅链调压装置原理是在合闸母线上串入硅堆，利用硅堆压降降低输出电压。

2.3充电模块 充电模块功能主要有两个：一是交流整流，即将交流电源转换成稳定的直流电源；二是稳压稳流，即实时地给蓄电池充电，以确保蓄电池随时处于可供电状态。

2.4一体化插座 充电模块采用输入输出一体化插座，可热插拔，因此模块安装维护极为方便。

2.5监控模块 监控系统包括充电模块内部的监控电路、监控模块、配电监控、绝缘监测仪、电池巡检仪等模块，该系统是直流屏的控制核心，其主要负责监控交流及电池状态等众多的物理量，并且控制充电模块部分智能的对电池进行充电。能够实时测量、处理、控制、存储和报告系统所有事件，同时对分布式电源系统及其组成设备进行遥测、遥信、遥控、遥调，能够实时监视系统和设备运行情况，记录和处理相关数据。

3 安装调试

系统接线完毕、调试通电前检查及绝缘测试完成后，就可以进行系统通电调试。为确保调试时，设备和人身的安全，必须细心谨慎，遵循“测量―操作―测量”的调试方法，严格按照调试步骤进行。

3.1交流配电部分 把柜内市电的三相交流空气开关、各个充电模块的空气开关都打在断开的位置，监控模块的开关（在监控模块背面）也打在“OFF”的位置，断开所有负载。合上外部的交流配电开关，将用户引入电源开关接通，测量对应交流输入空开的引入端，应该有正常的380V交流电压（线电压），且每相电压差值相对较小。正常则可将对应交流输入空开合闸。如果是两路交流输入自动切换的系统，应该作交流自动切换检查。

3.2充电模块 交流配电部分正常工作后，可作充电模块的通电调试：将模块1控制开关合上。检查模块的输出电压和输出电流。依次按顺序合上其它2个模块的控制开关。检查各个充电模块的输出电压是否一致，最大不应超过1V。

3.3直流配电 充电模块部分正常工作后，接着作直流配电部分的通电调试：依次合上控制回路的各个输出控制开关，检查相应的输出端子电压和对应指示灯。依次合上合闸回路的各个输出控制开关，检查相应的输出端子电压和对应指示灯。

3.4系统监控 直流配电部分正常工作后，可作系统监控部分（包括配电监控和监控模块）的通电调试。

3.5负载的接入 可适当地接入一些负载，让系统工作在轻载或半载，或重载状态，进行均流调节。

3.6电池的接入 在上述调试步骤正确完成无故障或故障排除后，可以实行对电池的接入。

4 故障处理

开关电源模块篇6

关键词：电动汽车；充电电源；并联均流技术

电动汽车以电代油，可有效减少车辆环境污染，缓解交通运输行业对石油资源过度消耗。电动汽车环保节能，是建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的重要手段，当今世界面临资源不足、环境污染等问题，电动汽车由于其良好的性能和比肩传统汽车的驾驶体验而成为了当下汽车行业新宠。越来越多的国家、企业投入到了电动汽车的成长行列中，我国也加大了对电动汽车行业的投入和支持，尤其是纯电动汽车。国际上纯电动汽车技术日趋成熟，纯电动汽车已成为新型、适用、环保的代名词，也是将来我国汽车产业重点发展和加大投入的重要方向。

1 技术领域及背景

“充电电源模块并联均流”方案的采用，主要是由于单台充电电源模块的输出电流、功率不能满足电动汽车大容量电池快速充电的需求，因此在际使用中采用模块并联的构造方法，用一定规格的模块式电源并联来达到充电电源大的电流输出和功率输出的目的。一般情况就是电源模块输出之间的并联，必要的时候采用每个模块相等的负载电流，或者会出现一些并联的模块的轻载运行，有的甚至会过载的情况，输出的电源不但不能为其供电，还会成为电压输出模块的负载，也就很容易导致其损坏，所以对于电动充电电源之间模块需要进行统一处理，必须采用一定的均流技术，以此在增加电源输出功率的同时提高电动汽车充电电源的可靠性等各项性能。

2 充电电源并联系统不均流的原因分析

根据输出的类型，一般可以对电源分为恒压电源和恒流电源。对恒流电源进行并联，由于系统中电流很多的反馈没有及时有效的处理，所以对于系统输出电流将会因为反馈系数对相同的数据保持差别，也就不会采用恒压电源进行，但是在对处理的时候，系统并联设计需要进行及时的分析，全面的了解系统的设计方案，保证各个输出的恒压电流的性质，也就导致输出的电压之间存在很大的差距，所以需要采取一定的均流电源技术。根据使用的开关电源的结构和恒压电源的输出的特征进行分析，对输出的均流电源进行及时的总结，具体来说，对于引起系统不均流的原因主要包括以下三种，就是对反应系统和电源输出的电流的差异性、输入到负载的衔接电阻不匹配、外部寄生参数不一致。依据体系不均流缘故原由，则可以采用主动均流技术确保各模块间电流被主动平均分配，从而确保体系统各并联模块均处于同等功率输出状况。

3 充电电源并联均流技术的分析

3.1 输出阻抗法

在日常的工作中，电源模块的输出阻抗并联输出法也被称作电压调节率法，这种方法是通过调节开关变换器的外特性即调节输出阻抗，达到并联模块均流的目的。

输出阻抗法在实际工作过程中，是最容易实现多个模块电源均流输出的方法，这种方法的本质是采用开环控制，因此在小电流时很容易造成电流分配特性差、重载时不均衡等问题。在工作过程中，为很好的满足每个模块的使用要求，还要对个别的模块进行有效的调整，还要对出现的问题及时的指出，对很多的电流影响因素进行分析，对于元器件的容差、元件老化、物理条件改变使元件性能的变化有差别等。在用输出阻抗法实现均流的电源系统运行一段时间，电流分配又会不均匀了。

3.2 主从设置法

对主从设置法主要就是指电源在并联系统中n个电源模块的使用中，通过对每个电源模块的主电源的设置，对其他在电源模块的跟踪过程中，保证输出的电流。主从设置法适用于电流型控制的并联系统中，这种均流控制的精度很高，但主要缺点是一旦主控模块失效，则整个电源系统不能正常工作，因此这个方法不适用于冗余并联系统。

3.3 自动均流法

对于自动均流法就是根据温度的相应控制，保证并联系统的分率分配方法，对各个模板的电源之间进行不同的并联处理，同时根据模块自身的温度对现实的功率进行相应的调节，一般情况都是系统的电流控制的实现，所以需要对系统中各个模块的电源的所占比例的分析，采用温度控制的方法，各模块的功率是由该模块的温度决定的，而不是电流，从而使各模块内部温度趋于相等。这样，在最低成本下达到最高的可靠性。

3.4 强迫均流法

强迫均流是通过监控单元模块实现均流控制，一般通过软件控制来实现：并联电源系统监控软件通过计算和比较各并联电源模块的输出电流与系统平均电流，然后再调整个别电源模块输出电压，使其电流与平均电流相等。这种方式易于实现、均流控制精度高，但其瞬态响应比较差、调节时间长、成本高。

4 结束语

本文介绍和电动汽车充电电源并联均流问题的提出，详细地讨论了一些充电电源并联均流技术的原理及优缺点。随着电动汽车及其充电电源技术的发展，针对不同充电系统的要求，基于各种智能化的检测、运算和控制，可以更好地采用复杂的控制策略，实现均流冗余、故障检测、热拔插维修和模块的智能管理。

参考文献

[1]高玉峰.充电电源模块并联均流系统的研究[J].电源技术，2011，02.

[2]马骏.一种充电电源并联系统自动均流技术的研究[J].电源技术，2011，08.

[3]单晓宇.一种电流自平衡充电电源并联技术[J].电器与能效管理技术，2014，21.

[4]王新宽，魏殿杰.软开关自主均流智能直流电源装置的设计[J].电工技术，2004，3.

作者简介：张家贵（1987-），男，湖北荆门人，中级工程师，研究方向：嵌入式软硬件。

开关电源模块篇7

（国家新闻出版广电总局五九四台，陕西 咸阳 712028）

【摘要】主要从TSW2500型500kW短波发射机功率模块的组成组成入手，着重对其工作原理和PSM8功率模块通路作了重点描述，对发射机假功率模块通路的工作方式有了直观的了解。

关键词 发射机；模块；变压器；滤波

0引言

功率模块通路由变压器和功率模块两种不同类型的部件组成，分别阐述了变压器和模块的工作特性，从而针对TSW2500型500kW短波发射机的功率模块通路作了简要的分析，使得对发射机功率模块有了更加清晰的认识。

1功率模块通路的组成

功率模块通路由变压器和功率模块两种不同类型的部件组成。变压器为各个功率模块提供相互独立的电源。功率模块的步进式电压跳变和变压器的初级线圈和次级线圈之间的分布电容和变压器的两个次级线圈之间的分布电容能够引起变压器和功率模块之间的电流振荡。当第i个模块导通时，在它之上的所有电容将由阶梯电压Ust重新进行充电，同样功率模块关断时，电容将放电。见下图1功率模块通路方框图：

1.1变压器

PSM系统中共有两台调制变压器，相互之间不能替代。每台变压器每相有13个次级绕组，每3个次级绕组（U，V，W）给一个模块供电，次级电压为570V。两台变压器分别为Y-Y和Δ-Y接法，初级接到同一个10kV高压电源上，初级的星形绕组电压分别与三角形绕组电压同相，即星形绕组电压比三角形绕组电压的相位超前30度。同时由于模块上采用三相桥式整流对两台变压器次级电压进行整流，所以两组整流器合成的输出电压纹波频率提高一倍，形成一个十二相脉动整流方式。30度的相位差还带来以下好处：十二相的整流系统可大大减少输出直流电压的纹波；十二相的整流器负载可大大减少电源的失真；每台变压器的初级线圈装有一个电流互感器，互感器的次级接到一个IKT保护继电器，通过这些措施可提供以下保护功能：延时时间和过流跳闸电流可调的过流保护；发生短路故障时的立即跳闸保护。

1.2功率模块

功率模块被采用双功率模块设计，即每个模块由两个开关单元组成。本机使用了26个双功率模块，相当于有52个功率开关单元。采用这种设计一方面可以减少功率模块的数量，另一方面也节省了空间。该部分包含了模块开关所需的通用器件，如保险（F2、F3），附属变压器，电流互感器，模块的阻流圈，接地开关的放电电阻，电容的充电电路等。作为模块的核心，该部分由以下器件组成：IGBT，整流二极管，电容组，IGBT控制板。为了减小寄生电感，该部分的设计非常紧凑，各部件之间的连线都是通过线路板来实现的。该部分可分为两个子部分：一部分是由两个IGBT，整流二极管和热保护开关，散热器组成的发热部分。另一部分是由大容量电解电容组成的电容组。为了尽可能的缩短两部分电路之间的连线长度（包括一些测量用的连线），IGBT控制板直接安装在功率模块的上面。同时系统还采取了以下措施来减小如IGBT开关等造成的干扰：功率模块安装在模块功率板的上面；IGBT控制板上面采用屏蔽罩；IGBT控制板采用了板式接地，以保证接地良好。模块采用带中心抽头的星形接法。附属变压器提供控制用的正、负电源。正负电源可以通过独立的开关分别控制，这样既减少了模块使用的元器件数量，又提高了系统的可靠度。模块的电源来自调制变压器的次级，额定电压为三相877V，通过装在S和T相上的额定电流为80A的固态保险F2、F3对整流模块中的二极管进行保护。因为变压器的两个次级线圈间会发生闪络，为了确保与变压器次级线圈的连接，R相没有保险保护。输入模块的交流电压经过二极管进行桥式整流，输出电压约为580V。整流二极管模块V7属于标准接法，当关断负载时，用于抑制线路中的感性分量产生的感应电动势，防止损坏元器件。绝大多数连线都在模块的基础板上，PSM变压器的电源连线直接连在保险座上，保险座旁边有一个螺钉用来连接电源零线。接地开关的连线在放电电阻的旁边；阻流圈L24作为模块的输入连接；只有模块的输出线位于功率模块板上；散热器的水冷接头也是从模块的前方进行连接的。输出电压额定电流时模块电压为680V；额定电流时双功率模块电压为1360V；双功率模块的输出电流为100A；最大允许的开关频率为13kHz。

1.3滤波网络

PSM滤波器接在调制器功率部分的后面，滤除由于进行PSM调制带来的开关频率分量，将经过滤波后纯净的音频信号送到射频末级的电子管板级上。滤波网络由筒型陶瓷电容和多圈螺旋线圈组成，滤波器输入端的线圈L450与功率模块上的扼流圈一样。网络的各元件被固定在功率模块上的基本框架上，并且滤波器的接地点是与框架绝缘隔离的。滤波器是一个C/L滤波器，输入端口的小电感（功率模块阻流圈）是抑制寄生效应的，电容并联接在滤波器线圈上，是为了对开关频率分量的幅度有更好的衰减。在滤波器到发射机的输出端，并接了一个放电球，用来防止在负载阻抗突然降低时产生过电压损坏电容。截止频率（含所有功率模块阻流圈）20kHz/-3dB；通带内频率响应±0.5dB。

1.4PSM 8 功率部分

调制器PSM8包含26块相同的双功率模块，所有模块安装在一个机箱内，在模块的上面安装有低通滤波器，机箱的侧面是机保开关，它们和变压器一起安装在一个单独的区域内。该区域四周都是封闭的，只有通过该高压区的侧门才能进入该区域，该门必须在机保拉下后用钥匙才能打开，确保了人身的安全。各个功率模块被平均分成5排，6列。每个模块都安放在由绝缘材料制成的水平滑轨上。模块的所有连接在高压室内都能方便的安装与拆卸。滤波器位于模块的上方。在滤波器到发射机的输出端，并接了一个放电球，用来防止在负载阻抗突然降低时产生过电压损坏电容。发射机的主要通地开关和钥匙联锁系统也安装在该PSM机箱的侧面。通过这个开关可以在打开门之前将电子管栅压和板压通地，与此同时，功率模块的所有电容也通过这个开关接地。通地钩作为附加安全设备装在离功率模块很近的地方。在进行模块检修时用来使设备接地，以确保安全。

1.5BITE模块自测

该模块可以在测试模式下使用较低的电压对模块进行自诊断，使用这个功能可以使模块的测试非常快捷，并且没有危险。执行模块测试需要以下设备：电源适配器，给测试模块提供测试电源；光纤两根；短路电缆；连接计算机的标准的RS232电缆；VT100终端或在PC机使用超级终端等仿真软件。测试过程：功率模块必须从机柜中拆除，并作如下连接：分别连接每对光纤的输入与输出接口；使用模块上的L24作为负载，通过一根电缆短路模块上的X3-VD端子与L24线圈的中心端来实现；用RS232电缆连接模块上的X29与计算机的串口；该串口必须设置为：9600bps,8bit数据位，1bit停止位，没有奇偶效验位；连接电源到模块的保险座，拔下模块上的X11插头，插上测试电源上的X11插头；合上测试电源，在计算机上运行超级终端，并按空格键。屏幕的上方将会显示模块的各项测试数据，下方将出现命令提示符；等待充电结束；大约1分钟电容充电将结束，这时接触器应该吸合模块处于工作状态。

2结束语

开关电源模块篇8

【关键词】STC89C52;TL494;脉宽调制;人机交互

1.引言

目前电子设备的日益小型化更需要供电电源的小型化，制作小型化电源是未来电源制作发展的一个趋势，传统的开关电源线路一般都是很复杂而且体积也比较大[1]，本设计以STC89C52单片机作为主要控制器，由整流滤波模块、开关电源主回路模块、单片机模块、键盘模块、数码管显示模块以及反馈模块构成。通过改变单片机输出的控制信号来调节TL494输出的PWM波的占空比来控制功率管的通断，从而调节输出电压的大小，具有电路结构简单、成本低、稳压效果好、效率高、输出电压可调、响应速率快的特点。

2.系统结构

本设计的系统结构如图1所示，工频的交流电经过变压器降压后变成18V，再经过整流滤波电路将输出电压分成了两路，其中的一路电压通过稳压与滤波电路输出+5V和+12V的电压作为辅助电源，而另一路电压则作为开关变换部分的输入电压。单片机根据键盘的输入值和采样电压值之间的差值，来修改单片机的控制信号端，输出PWM脉冲的控制信号的电平，通过TL494控制PWM脉冲，以控制功率管的通与断，以便能够得到期望的输出电压值。

图1 系统结构图

2.1 电源电路设计

开关变换电路为开关电源的核心部位，它能将一种等级的直流电压转换为另一种等级的直流电压[2]。开关变换电路原理图如图2所示。功率开关管采用IRF3205，当控制脉冲是低电平时，功率开关管为导通状态，此时电流流过电感，电感将会存储能量，功率开关管把电路的输入电压转换为高频脉冲，当控制脉冲是高电平时，功率开关管为截止状态，电感把所存储的能量释放出来给负载[3]。为了确保电感中的电流能在开关转换过程中保持连续，特选用肖特基二极管FR107作为续流二极管使用，这种二极管的导通截止恢复时间较快，在开关导通变为截止时，能够很快的由截止转换为导通，所以能够确保电感的电流连续[4]。为了减少纹波电压，输出端的滤波电容选用的是低串联等效电阻的优质电容。

图4 A/D转换模块原理图

2.2 控制电路设计

PWM控制器是控制电路的核心部分，开关变换电路以TL494为核心器件，通过其它电路的共同作用，将输入18V直流电压变换为稳定的输出电压，输出电压范围0-15V。可以通过调节单片机控制电路的反馈信号实现不同的输出电压。PWM控制器电路图如图3所示[5]。

2.3 A/D转换模块设计

A/D转换模块如图4所示。图中R13和R15通过分压为ADC0804提供2.5V的参考电压，6端为模拟电压输入端，连接在开关变换电路中电阻R2与R6之间。更换不同的R、C值，会有不同的转换频率，而且频率愈高代表速度愈快。但是需要注意R、C的组合，务必使频率范围是在100kHz～1460kHz之间。

3.系统软件设计

系统软件设计的思路为：系统扫描键盘的输入，当键盘有输入时，系统会立刻做出响应，根据采样电压值与键盘输入的调节电压值来更新脉宽，输出用户期望的电压值，随后系统仍继续扫描键盘，当键盘无输入时，系统调用调节函数，控制输出稳定的电压。当系统扫描键盘时，若有键盘输入，系统会响应键盘的输入，更新脉宽。

3.1 各模块分类

软件按照结构划分，本系统的控制软件由参数定义、中断函数、显示函数和主函数构成。按照功能划分，软件包括按键数码管扫描模块、方波输出模块、AD读取模块和主控制模块，模块间的关系如图5所示。

图5 各模块间的关系

3.2 各个功能之间的切换

方波输出模块设计：调用单片机内部的定时器0和定时器1，通过改变定时器的定时时间来决定输出PWM波的周期和占空比的大小。

AD读取模块设计：通过单片机的P1口于DAC0804的数据输出口相连接，再通过单片机控制ADC0804的读信号和写信号端，以此来控制电压值的读取。

数码管、键盘扫描显示模块设计：通过if判断语句等来执行相关的程序功能。

主控制模块设计：主控制模块分为按键控制电压和反馈电压处理两方面。主要通过按键和判断语句完成本主控制模块功能。

3.3 主程序设计

主程序流程图如图6所示。

图6 主程序流程图

4.结论

本设计采用了STC89C52单片机和TL494脉宽调制芯片，结合DC-DC功率转换模块制作的输出电压可以调节的开关电源。系统可以调节输出电压，分别设有+1V、-1V、+0.1V、-0.1V四个按键，可以实现输出电压的步进调节，输出电压通过数码管显示出来，输出电压的范围在0-15V之间，精度可以达到0.1V，并且负载接电机，便于观察电压的变化情况。开关电源的主要性能有稳压效果好、效率高、输出电压可调、响应速率快、电路结构简单、成本低等特点。

参考文献

[1]张帅，李俊刚，王兴.开关电源设计[J].工业时代，2011.

[2]沙占友.单片开关电源的发展趋势[J].电气时代，2003.

[3]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].北京：电子工业出版社，2004.

[4]赵同贺，刘军.开关电源设计技术与应用实例[M].北京：人民邮电出版社，2007.

开关电源模块篇9

无法开机的怪现象

如果你晚上玩得太嗨，忘记给手机充电，那第二天早上你绝对会遭遇令人抓狂的问题：插上电源，按下手机的电源键屏幕上仅会闪现一个正在充电的电池图标（图1），然后就没有然后了……此时你需要给手机充电好长一段时间，再次按下电源键才能顺利开机。如果你本来就起晚了，身边还没有移动电源，意味着你上班的一路手机都会处于“失联”状态，直至赶到公司或是找到电源插座。

不知道你有没有注意到另一个怪现象，对可以更换电池的手机而言，如果你没有安装电池就插上电源线，此时无论如何也是无法开机的，需要安装电池后才能激活开机功能。两个现象似乎都预示着一个问题：充电器无法直接给手机/平板供电。

来自笔记本的反思

就上述问题而言，笔记本电脑的表现可谓完美。无论电池电量是0%还是100%，无论你有没有安装电池，只要插上电源按下开关就能看到熟悉的Windows系统界面，以至于我们从未关心过电池、充电时间和开机方面的关系。

然而，随着Windows平板电脑的普及，我们不得不重新审视这一问题。90%以上的Windows平板（包括几乎所有的Android平板）和手机一样，当电池电量耗光之后，都需要插上电源线充至少10分钟的电力后才能开机。但是，当我们正在使用Windows平板给客户做PPT演示时遭遇没电情况时，总不能说“抱歉，您先喝杯咖啡，这平板得充电10分钟后才能继续演示，咱们先聊点家常吧”一类的借口吧？

那么，为何笔记本可以无视电池电量而随时开机，但手机和平板却面临着零电力的开机困扰呢？

充电器和负载“不是一路”

移动设备的充电过程涉及到一个非常严谨和复杂的路径管理（图2）。简单来说，这个过程存在4个组成部分，分别为外部电源（充电器+电源线）、充电管理模块（也可称为电源管理模块，通常是一个IC芯片）、电池（设备里的电池）以及负载模块（设备硬件自身，包括屏幕、CPU等一系列组件）（图3）。

所谓的路径管理，就是对使用电池供电的设备而言，如何处理以上四个部分的关系。对手机和绝大多数平板电脑而言，它们的路径管理在设计伊始，就没有考虑过在充电的同时，让外部电源同时为负载模块供电的问题（原因大都是如果充电器同时给负载和电池供电，在充电器连接/拔下的瞬间会造成较大的电压跳动，存在一些隐患）。

换句话说，它们的外部电源、充电管理模块、电池和负载模块处于一种串联的状态，外部电流必须经过充电管理模块允许，经过电池才能给负载供电。如果没有安装电池，哪怕你插上电源也无法开机。笔记本之所以无视电池安装与否都能开机，是因为它的路径管理采用了一种并联的状态，外部电源可以绕过电池而直接给负载供电。

问题来了，既然手机装上电池就是一套完整的路径管理，那为何当电量低时哪怕插上电源也无法即刻开机呢？

电池电压成最关键参数

我们经常用mAh这个单位作为判断手机电池容量的依据（笔记本则需要用Wh这个单位）。一款手机mAh越高，意味着待机时间越持久。当mAh容量降到一半时，代表手机还剩50%电量，降到0%时代表完全没电。这个没有错，但决定手机或平板因电量低而无法开机的更关键参数，则是电池电压（图4）。

我们都知道，锂离子电池的电压是一个浮动的参数，在100%电力时其电压值会稳定在4.2V左右，随着电量的耗损，电池电压则会逐步降低到3V甚至更低。问题就出在这里。

想激活手机的负载模块，往往需要3.2V以上的工作电压（平板负载模块所需的工作电压可能更高），而我们在给手机充电的过程实际就是mAh（电流）和V（电压）两个数值缓慢提高的过程。因此，当我们充电5～10分钟，只要电池当前电压大于3.2V自然就可以开机了。

由此我们又能解释一个现象：很多Windows平板用户经常一边充电一边玩LOL等游戏，但有时会出现电池电量越用越少甚至自动关机等现象。此时就很好理解了，在单位时间里，外部电源给电池补充的电力，小于同一时间内负载模块所消耗的电池电量，所以才会越用越少直至关机。

可能有同学会问了，不是还有一个充电管理模块吗（图5），它又是干啥用的？

充电管理模块“牛仔很忙”

在移动设备充电的过程中，充电管理模块一直处于“牛仔很忙”的状态。在正常安装电池且电流电压符合标准的情况下，当我们按下电源开关的一瞬间，充电/电源管理模块会输出VCORE- 1.8V、VDD-2.8V、VMEM-2.8V 、VRTC-1.5V、AVDD-2.8V等供电电压给手机各部分电路从而顺利开机。

当电池没电才开始充电时，充电/电源管理模块首先会检测电池当前电压，如果低于3.2V则进入预充模式（此时无法开机），缓慢提升电池电压;当电池电压提高到3.2V后则进入快速充电模式（也叫恒流充电），这个时候就可以正常开机了;当电池电压达到4.2V左右后会进入涓流充电模式，直至切断供电。

此外，充电/电源管理模块会设定很多关键阀值。比如当电池电压低于3.2V，它会发给CPU自动关机的信号进入UVLO模式，此时RTC模块（实时时钟）正常工作，所以当你充电再开机时系统时间显示正常，闹钟也有机会正常提醒。但电池电压进一步降到3V以内后，充电/电源管理模块则会激活DDLO模式，此时RTC模块关闭，导致再次开机时时间复位。

开关电源模块篇10

跨多种应用领域的系统设计人员具有类似的需求以及对倾向于采用dc/dc电源模块的要求。最经常提到是对更薄厚度、更小面积、更高效率及更大功率密度[1]等特性的需求。新一代dc/dc电源模块应运而生，正开始步入市场以满足上述要求。这些双输出和三输出隔离式模块运行于标准的-48V局端电源中，可提供3W～100W的功率。它们包括输出电压最低达1.0V的模块及最高输出电流达30A的模块。

尺寸

系统设计人员为在更小空间中实现更高性能的信号处理电路，所面临的竞争挑战日益激烈。先进的DSP与ASIC有助于提供此功能，但需要更多电压较低的电源轨，并需具备高精度排序与调节。通过减少实施电力系统所需的整体模块数，最新的多输出电源模块满足了这一要求。

描述模块效率面积（平方英寸）成本(1千/年)

多个单输出隔离式模块33W效率单输出3.3V/9A89.0%3.742.38美元

20W单输出2.5V/8A75.0%3.0638.52美元

总计：77.6%9.82119.42美元

单个三输出隔离式模块25A三输出3.3/2.5/1.8V87.0%5.4196.64美元

多输出电源模块提供了可节省板级空间的独特设计选择。分布式电源架构正逐渐渗透电信与数据通信市场。就需要超过三种不同电压的应用而言，设计人员可使用多输出模块提供电源总线隔离，并可为各种负载点模块供电。这种配置使设计人员不必再担心使用所有单输出模块所需的板级空间。

电气性能

排序

最新的DSP、ASIC、FPGA及微处理器需要多个低电压，并可能要求复杂多变的加电／断电排序。由于产品上市时间的限制，众多更高级产品（其中电源模块仅是该产品的一个组件）的设计没有时间或板级空间来构建外置排序电路。而且，即便不受时间与板级空间的限制，他们也必须考虑组件成本的增加。比较简单的解决方案就是选择采用可利用新型内部排序多输出电源模块的系统电源架构。

例如，诸如德州仪器(TI)PT4850系列的三输出模块的加电特性就能够满足微处理器及DSP芯片组的要求。该模块运行于标准的-48V输入电压下，其额定组合输出电流可达25A。输出电压选项包括一个用于DSP或ASIC内核的低电压输出，以及两个用于I/O和其他功能的额外电源电压。

PT4850提供了最佳的加电顺序，可监视输出电压，并可在短路等错误情况出现时提供所有电压轨道的有序关闭。所有三个输出均在内部进行排序以便同时加电启动。

在加电启动时，Vo1起初升至约0.8V，随后Vo2与Vo3快速增加至与Vo1相同的电压数。所有三个输出而后一起增加，直至每个均达到其各自电压为止。该模块一般在150ms内产生完全自动调整的输出。在关闭时，由于整流器活动开关的放电效果，所有输出快速下降。放电时间一般为100µs，但根据外部负载电容而有所差异。

效率

在低功率应用中，即便最小的dc/dc电源模块可能也会有数百毫瓦的静态损失。这解些损失主要由耗费功率的组件造成的，如整流器、交换晶体管及变压器。如果使用一个部件来提供原本需要二至三个独立分组部件所做的工作，那么就可以减少耗费功率的组件总数量。如表1所示，这提高了9.4%的效率。

一些最新的多输出模块可在全额定负载电流中以90%的效率运行。这样的高效率恰恰是由那些使用MOSFET同步整流器的拓扑实现的。该整流器消耗的电量比上一代dc/dc电源模块中使用的肖特基二极管耗电要少。

互稳压

最新的多输出电源模块采用先进的电路，消灭了互稳压问题，提高了输出电压的波纹和瞬态相应。根据以前的经验，在模块的任何一个输出上增加输出电流均会导致其他输出上的电压改变。TI的PT4850与PT4820系列三输出模块则解决了这一问题。新一代电源模块在隔离阻障的输出端上就每个输出都采用稳压控制电路。通过专有磁耦合设计，控制信号可在模块初级端与二级端之间进行传递。图5显示了输出一(≤5mV)在输出二负载增加情况下的变化。

瞬态与波纹

PT4820与PT4850系列具有出色的瞬态响应和输出电压波纹性能等特点。该模块的三逻辑电压输出是独立调节的，这有助于可与单输出电源模块相媲美的瞬态响应(≤200µSec)和输出电压波纹(≤20mV)。

成本

多输出电源组件不再需要两个或更多单输出器件，这就减少了成本。表1显示了电源相同的一个25A三输出模块与三个单输出模块的对比。

在分布式电源应用中，设计人员通过利用单个多输出模块和非隔离式负载点模块（图2）替代了高成本的单输出砖，从而实现了成本节约。也可以实现，由于多输出模块在更少组件情况下也可得以实施，因此进一步节约了成本（和板级空间）。例如，在某些应用中，多输出模块仅要求一个热插拔控制器和输入去耦电容器。相反，这些组件在电源系统中则必须与每个单输出砖结合使用。

产品上市时间是一种间接成本，利用多输出电源模块可减少该成本。这种成本节约主要是由于OEM厂商减少了设计、测试和制造等资源。

故障管理

设计人员必须确定其电源系统如何对故障情况进行响应。当今的多输出电源模块结合了先进的故障管理功能。这些功能包括过压、过流和短路保护，有助于防止损坏设计者的电路。

输出过电压保护利用的是可不断检测输出过电压情况的电路系统。当电压超过预设级别(presetlevel)时，电路系统将关闭或箝住电源输出，并使模块进入锁定状态。为了恢复正常操作，一些模块必须主动重启。这可通过立刻消除转换器的输入电源得到实现。为了实现故障自动保护运行和冗余，过电压保护电路系统是独立于模块的内部反馈回路的。

过电流保护可防止负载错误。在某些设计中，一旦来自模块的负载电流达到电流限制阈值，如果负载再尝试吸收更多电流的话，那么就会导致模块稳压输出电压的下降。该模块不会因为持续施于任何输出的负载错误而损坏。

当模块各输出的组合电流超过电流限制阈值时（如任何输出引脚上发生短路），短路保护将关闭模块。该关闭将迫使所有输出的输出电压同时降至零。关闭之后，模块将在固定间隔时间中通过执行软启动加电定期尝试恢复。如果负载故障仍然存在，那么模块将持续经历连续的过电流错误、关闭和重启。

灵活性

电压和电流输出以及封装设计的灵活性是多输出电源模块的一个关键特性。某些制造商可提供24V（18V至36V）与48V（36V至72V）两种输入。其采用完全隔离输出的通用架构可使系统设计人员在双或三输出电路中使用模块，而不会造成过多最低负载要求或互稳压降级的情况。

由于芯片供应商开发器件的操作电压不一定符合以前的迭代法，因此电压和电流输出方面的灵活性正变得日趋重要。众多的多输出模块都以独立调节和可调的输出电压来解决此问题。为了获得独特的电压，某些模块上的输出可从外部电压进行远程编程。此外，诸如Tyco公司的CC025等三输出系列模块还可以通过使用连接到调整引脚(trimpin)的外部电阻来允许输出电压设定点调整。

封装灵活性简化了主板设计人员的工作。许多现有的多输出模块都使用业界标准的砖形封装(bricktypepackaging)和面积规格，这确保了引脚兼容性和辅助货源。TI的Excalibur™系列等创新型模块均采用具有表面安装、垂直通孔和平行通孔封装风格的镀锡薄板铜盒。

多输出电源模块的商业可用性为设计人员提供了极佳的灵活性。表2显示了一些制造多输出模块的业界领先供应商。这些模块存储于领先的分销商处，可为设计资格认证和最后时刻的更改提供极快的可用性。

表2、多输出模块制造商

制造商产品类型

Artesyn科技公司15W至60W双、三输出

Astec20W至150W双输出

爱立信30W至110W双、三输出

APower-One2.5W至195W双、三、四输出

SynQor40W至60W双输出

德州仪器3W至75W双、三、四输出

TycoPowerSystems25W至50W双、三输出

可靠性

具有高度可靠性的电源系统设计是系统设计人员始终都要面对的挑战。从内在来说，使用单个多输出模块的电源系统的可靠性要高于所有单输出模块。例如，一个三输出模块可提供1,108,303小时的额定MTBF（902.3FIT）。与此相对照，提供相同输出电压和电流的三个单输出模块则达到了984,736MTBF(1015.5FIT)的额定MTBF。多输出模块之所以具有更高的可靠性，是因为其架构中使用的总体组件数量更少。

结论

随着产业潮流要求设计人员使用体积更小、效率更高的电源供应，电源模块制造商推出了可简化系统设计及操作的多输出dc/dc电源模块，以响应上述潮流。最新的多输出模块能够通过为混合逻辑应用（诸如DSP、ASIC和微处理器等）提供稳压低电压输出而使设计人员受益。与前代产品相比，上述模块显著提高了给定面积上的功能。在某些情况下，该小型架构所占空间仅为单输出电源模块的55%。减少模块数量也可以降低成本，同时提高效率和可靠性。内置的操作和保护特性免除了开发外部电路系统的任务和费用，从而不仅节省了板级空间，而且还大大加快了产品的上面进程。