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第卷第期四川輕化工學院學報卜年月文章編號一種加權控制的開關電源姚毅，賈金玲四川輕化工學院電子與信息工程系，四川自貢摘要詳細分析了多路輸出開關電源控制體制上的缺點，提出了一種加權控制方法，并提出了實際的電路實現方案關鍵詞開關電源多路輸出加權控制分時控制中圖分類號文獻標識碼開關電源由于其體積小重量輕轉換效率高對輸入電壓和頻率變化具有較強的適應性而被廣泛用于各種電子設備。
開關電源通常由前置預穩壓直流變換后穩壓等單元電路構成。
由不同的單元電路組合可以構成各種不同性能的開關電源，常見的開關電源種類有川直流預穩壓加直流變換器的開關電源從次級整流反饋預穩壓加變換器的開關電源從次級整流反饋的脈寬調制變換器組成的開關電源等。
各種開關電源的前置預穩壓電路通常根據實際需要選擇串聯降壓型或并聯升壓型開關穩壓電路，帶多路輸出的逆變電路通常由脈寬調制變換器構成，并帶有穩壓功能后穩壓電路通常由直流穩壓電路充當，但直流穩壓電路是通過將一部份電功率轉換成熱功率來實現穩壓的，這樣會降低電源的功率轉換效率，增大體積和重量，因此，開關電源穩定性的提高通常靠提高前置預穩壓電路的穩定性和提高直流逆變器對輸出電壓變化的調整能力來實現。
本文主要論述一種采用從多路輸出提取電壓反饋信號，并加權控制脈寬調制器而獲得多路穩定輸出的開關電源。
脈寬調制型多路輸出穩壓器存在的問題典型脈寬調制多路輸出穩壓器電路結構如圖所示。
目前此類電源通常只從一路次級輸出取出反饋控制信號，以調節輸人電源變化和輸出負載變化的影響當輸人電網電壓上升時，脈寬調制器次級輸出電壓也上升，從輸出級取出的反饋電壓調節脈寬調制器的占空比，使輸出電壓穩定在確定的值上當反饋路負載的變化使次級整流濾波線整多路脈次級整流濾波濾流寬調制波濾器波次級整流濾波圖典型脈寬調制型多路輸出開關電源框圖日期一姚毅一男，四川自貢人，碩士，副教授，主要從事微波技術研究第卷第期姚毅等一種加權控制的開關電源該路輸出電壓下降時，從輸出取出的反饋電壓調節脈寬調制器的占空比，使輸出電壓上升如果要求電源對電網電壓的波動具有優良的穩定性，通常可以在逆變器前加一級預穩壓電路，以抑制電網電壓變化引起的輸出波動。
此電路具有結構簡單體積小重量輕等優點，但它存在下面個方面的問題，脈寬調制器只對反饋次級支路的負載變化具有調節能力，對其它次級支路的負載變化無調節能力。
由于逆變器只受從一路次級輸出取回的電壓反饋信號控制，因此，電源只能對該路次級輸出負載的變化具有調節能力，而其它路次級輸出電壓對電網電壓變化保持相對穩定，對其負載變化相對穩定或存在變化。
第二，存在控制支路對非控制支路的影響。
當控制支路負載發生變化時，反饋信號對脈寬調制器的控制反而可能會導致其它次級支路輸出電壓的不穩定。
如當控制支路負載變化使該路輸出電壓降低，此時從該路取出的反饋信號將控制脈寬調制器所有的次級輸出電壓上升，結果其它輸出電壓也會上升，如果某非控制支路輸出電壓本來就偏高于它的要求輸出值，則這種由于控制支路負載變化帶來的影響會使此路輸出電壓進一步升高，造成這一次級輸出電壓的不穩定反過來也可能會出現相反的現象，由于控制支路輸出電壓上升，反饋控制的結果將導致其它支路輸出電壓的下降，如果某非控支路的輸出電壓本來就低于其額定輸出值，則這一支路的輸出電壓進一步下降也會造成此路輸出不穩定。
第三，在制做電源時，除控制支路外，其它支路輸出電壓不可調，并且很難準確輸出額定電壓值在此種電源中，如果反饋信號從V0，取出，因為對于環形或一型鐵芯，次級匝數只能增加或減少一匝，這樣，假如和是輸出為V0，的次級匝數，為相應輸出次級整流二極管壓降，那么，各支路輸出直流電壓為一磷一如果逆變器使用的頻率為繞組的每匝電壓為這樣其它次級電壓的不確定范圍也就有如果繞組每匝電壓更高，則其它路次級電壓的不確定范圍更大。
控制支路的輸出電壓能夠準確地選擇在所設計的值上，這只要通過調節反饋控制電路的放大系數或反饋控制比就能實現。
其它次級的輸出電壓可根據式（l求出。
如果輸出不是所需的值，則增加一匝輸出線圈將增加或更高的電壓，當然壞的情況是所需的輸出電壓正好落在次級改變一匝電壓的中間，這樣其它次級輸出電壓與所要求電壓的大偏差為變壓器各輸出支路次級繞組每匝電壓的一半。
解決問題的方法及原理對于脈寬調制型多路輸出穩壓器的上述個問題，傳統的解決辦法是在每一非控次級輸出支路中加一后穩壓電路，而且，后穩壓電路通常采用串聯調整穩壓電路。
盡管這種方法十分簡單，但在每一非控次級輸出支路中加一后穩壓電路，這對于在體積和重量方面有嚴格要求的電源來說是十分不利的。
如果對各路輸出電壓精度要求不是特別高的情況下，采用本文提出的加權控制方法來解決此問題是十分有效的。
加權控制方法原理脈寬調制型多路輸出穩壓器出現上述個問題的主要原因是，其反饋控制信號只從一路次級取出，當然，脈寬調制器就只能對該路輸出電壓進行調節和控制。
顯然，要使電源的各路次級輸出電壓可調和受控，那就應該對各路次級輸出電壓進行取樣，并按一定的權進行組合，構成所四川輕化工學院學報年月需要的控制信號的構成主要有按各控制信號的幅值加權組合和時間加權組合兩種按各控制信號的幅值加權組合表達式為其中一是從各次級輸出取出的反饋控制電壓，一為取定的權值，是脈寬調制器的總控制電壓按各控制信號的時間加權組合的表達式為一介一汁一介]一介」
其中，是一組取定的加權值且為整數，為控制周期。
以上表達式的意義為，在取定的個控制周期內，在一時間段，脈寬調節器的控制電壓由V0，取樣在一時間段，脈寬調制器的控制電壓由取樣在一時間段，脈寬調制器的控制電壓由取樣這樣就實現了在一個時間段分別由的加權分時控制過程加權控制法權的選取依據無論是由個反饋電壓線性地組合成控制電壓，還是分時地用個反饋電壓分別去作為控制電壓，加權控制法主要的核心是這些權重的選取。
各支路的權重決定了此支路在整個電源中受控的比重，給定一組權重，實際上就給定了各支路在電源中受控程度的排序。
如果某支路給定的權重較大，該支路對脈寬調制器的控制能力就強，因此，脈寬調制器對各種因素引起的此支路輸出電壓變化的調節能力就強。
反之，如果某支路給定的權重較小，該支路對脈寬調制器的控制能力就較弱，脈寬調制器對此支路輸出電壓變化的調節能力也就較差，該支路的輸出電壓的穩定性也就較差因此，給定各支路的權重也就是給定了各支路的穩定特性。
在加權控制的開關電源中，各輸出支路的權主要根據以下個方面來選取。 ，，根據輸出支路的重要性決定此支路的權。
開關電源向電子設備供電，在一個電子系統中，有的設備對供電的穩定性要求高，有的設備對供電的穩定性要求不高，因此，根據電子系統各設備對供電穩定性的要求可以確定一組權。
第二，按電源各支路的輸出功率指定權重。
如果電子系統各設備對供電穩定性沒有特殊要求，則可按電源各支路輸出功率的大小來指定權重。
輸出功率大的支路，給予較重的權，輸出功率小的支路，給予較輕的權。
第三，按電源各支路輸出電流的大小來指定權重。
由于脈寬調制器是通過控制導通時間長短來控制輸出電壓值的顯然，輸出電流大的支路要給予較重的權，輸出電流較小的支路給予較輕的權，這樣才能保證各路輸出有一個綜合理想的穩定性。
加權控制的實現由于控制信號有按幅值加權和按時間加權兩種構成方法，因此開關電源的控制也主要分為幅值加權控制法和加權分時控制法幅值加權控制法主要是通過給定一組權重，并以此為依據構成個具有一定幅值的控制電壓，如圖所示，并控制脈寬調制器的導通與關閉加權分時控制法首先將時間等間隔分段，然后用一組給定的權值將每一時間段再按權分成個長短不同的時間單元，脈寬調制器的控制權在不同的時間單元分別交給對應的控制支路控制第卷第期幅值加權電路設計姚毅等一種加權控制的開關電源設開關電源有路輸出電壓取樣后的反饋控制電壓分別為若取定的一組加權值為女。，則由式表示的控制電壓很容易由以下電路來實現在該電路中，生一一止二對于給定的一組權，適當選取一組電阻卜就可以實現式的幅值加權要求。3加權分時控制電路實現方案加權分時控制法的步是總控制周期的劃分一般來說，總控制周期的劃分要確保在一個總控制周期中的小時間單元是脈寬調制器工作周期的一倍以上。
對于具有路輸出的開關電源，設脈寬調制器的工作周期為分時控制電路的周期為若給定的一組加權值為加權分時控制時間劃分關系如圖所示。
圖幅值加權實現電路則開關電源各輸出支路對脈寬調制器的一圖加權分時控制時間劃分示意圖以上的加權分時控制關系很容易用一個與模擬選擇電路一起實現。
如圖所示。
在以上電路中，無論輸出支路數多少，在給定一組權后，由軟件很容易實現式所示的控制關系。
而且，由于一本身具有內存，則實現式所示的分時控制的程序可以全部存放在乙的內存中，且可以靈活地改寫權重卜脈寬調制電路模擬選取擇電路樣圖加權分時控制電路框圖與傳統在各輸出支路加后穩壓電路相比，圖所示的加權分時控制電路僅用一片單片機和一片多路模擬選擇電路就取代了傳統方法中所有的后穩壓電路，這在開關電源的體積重量價格三方面都帶來極天的好處，如果多路輸出電壓的要求差異不是特別大，則加權分時的控制方法對體積重量有嚴格要求的電源來說，是一種方法。
結束語對開關電源進行加權控制的方法，其思路主要是改一路反饋控制為各路反饋控制實踐證明。
這在很大程度上消除了前面所述的個問題，取得了較理想的綜合穩壓效果。
但是，無論是幅值加權控制還是加權分時控制，總還可能會出現某兩路輸出電壓正好按相反方向變化的可能，尤其四川輕化工學院學報年月是權重較大的兩支路處于這樣的變化趨勢時，控制的結果可能會短時導致其中一路輸出電壓值的惡化。
解決這個問題的辦法是在加權分時控制電路中，再加一級輸出電壓的識別電路。
并對某些輸出電壓設置警戒值。
如果某路輸出電壓超過其警戒值，則控制電路立即將控制權交給此支路，并加大權重，使其輸出電壓得到立即調整。
由于加權分時控制電路中引人了帶較大內存的單片機因此，開關電路的穩壓控制完全可以逐步實現智能化。
參考文獻葉慧貞，楊興洲。
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