【干货】分享一种零交叉调整率的解决方案

交叉调整率一直是困扰多路输出电源设计者的棘手问题，如果多路输出中的某（特别是负载较重的）一路出现负载大幅度变化（甚至开路或者短路），将给其他各路造成严重失调。如果能够使每路输出在任何情况下保持恒功率，则此问题可获彻底解决。
考察下面的恒功率稳压电路：
正常情况下，电源U通过R、Qeb、W，使Q导通，A点电压Va为齐纳电压Vw与Q发射极正向电压Veb之和，在负载Z上输出额定电压Vo为Va与Q的饱和压降Vce之差，输出额定电流Io，输出额定功率P；


输出开路时，由于Qeb结维持正向导通，因此Va保持不变，原输出电流Io全部流过W，原功率P全部由W承担，输出电压<=Va(稳压);


输出短路时，Q处于线性放大状态，Va将继续保持不变以维持Q（通过W）导通所需要的基极电流，输出电压为0，原输出电流Io全部流过Q，原功率P全部由Q承担；


以上所有情况表明：A点电压Va保持恒定，这意味着电阻R上的电流、压降将保持恒定，即输入功率恒定。


如果将这个电路引入到多路输出开关电源次边的每一路（或者其中负载变化较大的某几路），则对开关电源的原边而言，负载是恒定的，交叉调整（包括负载调整）问题得到根本解决。即使某一路出现短路，也不至于引起其他各路正常输出。


需要指出的是，由于电路本身具有稳压特性，在作为开关电源次边负载时，就不能采用通常的在输出端采样反馈控制的方式，而应该对电路B点的电压或者R的电流（压降）实施采样控制。


下图是一个采用此方案的多路输出反激电源实例，输出3组相互隔离的双电源，在次边全部采用上述恒功率电路单元，以获得0交差调整互不影响的稳定输出。

上两组为典型的MOS驱动双电源（+13V、-6V），下一组为控制电源（15V3）及风扇电源（12V3）。由于此组负载最重，因此调节反馈信号由此组的R3电压降采集。这样即使风扇出现开路或短路这样的大动态变化，也丝毫不影响其他各路的正常输出。

事实上，现有的所有降低交叉调整率的方法都会不同程度地牺牲效率，正是因为其效率降低的程度和交叉调整率降低的程度不尽理想才使得这一方案有存在的意义。

对于待机功率，一直不参加讨论的原因是：不讲整机功率单独研究待机功率有什么意义？比如10KW的机子你要求他待机0.3/0.5w的功耗岂不是天方夜谈？本贴给出的实例是准备来做一个1KW电源的辅助电源，对于1KW的机子来说，辅助电源消耗10W或者8W功率有多大关系呢？目前的知识和经验水平，1320W的机子，满压空载待机损耗3.2W左右（实测不是仿真），高了还是低了？

关于成本，每一路如果与单绕组双电源比较，只增加一个三极管和电阻，却获得了稳定的输出，是值得的。

降低交叉调整率的方法之一是使用假负载，使用假负载无疑会降低效率。而本方案本质上是一种动态假负载方案，其良好的动态特性已经把使用假负载带来的损耗降低到最低限度，而且比一般动态假负载更加优越的是对于短路也能够作出正确响应。