因特網(wǎng)協(xié)議語音傳輸 (VoIP) 電話的出現(xiàn)帶來了對于生成多個高壓負輸出的需求，這些電壓軌用于驅(qū)動電話線路。當線路處在通話模式時，一般會有一個 –24V 輸出來提供環(huán)路電流，同時通常會有另外一個或兩個負輸出來驅(qū)動電話振鈴。有趣的是，就每條電話線路而言，這些負載相互排斥，也就是說您不能使電話同時響鈴和通話。然而，一個系統(tǒng)中可能會有多條電話線路，從而產(chǎn)生許多負載情況。這些系統(tǒng)通常由一個 12V 的電源供電，其已經(jīng)與功率">輸入功率隔離，因此一般不再需要二級隔離。功率電平一般低于 25W，調(diào)節(jié)要求通常在 3% 到 10% 范圍內(nèi)。
反向拓撲結(jié)構(gòu)看起來是這種應(yīng)用的不二選擇。功率電平與反向拓撲結(jié)構(gòu)一致。利用反向拓撲結(jié)構(gòu)可輕松地生成多個高壓輸出，而反向拓撲結(jié)構(gòu)已為人們所了解。但是，反向拓撲結(jié)構(gòu)也存在諸多不足之處：該拓撲包括會過度振鈴的非鉗位電源開關(guān)電壓，；其通常需要一個二級輸出濾波器；零到滿負載的交叉調(diào)節(jié)不能為 3%。
圖 1 顯示了一種替代方法。您認識這種拓撲結(jié)構(gòu)嗎？讓我們來研究這種拓撲結(jié)構(gòu)具有的一些優(yōu)點，假設(shè)所有負載僅為 -27V 輸出。
關(guān)閉開關(guān)，使 C16 鉗位控制電源開關(guān) (Q1)。電源開關(guān)開啟時，輸出整流器 (D2) 由 C16 鉗位控制。因此，通常不會出現(xiàn)與反向拓撲結(jié)構(gòu)相關(guān)的振鈴。另外，流經(jīng)耦合電感的輸入及輸出電流可以為持續(xù)，這極大地簡化了輸入和輸出濾波器。這種拓撲結(jié)構(gòu)是一款 C’uk 轉(zhuǎn)換器。普通工程師對這種拓撲結(jié)構(gòu)不是很了解，這成為實施該拓撲結(jié)構(gòu)的難點。這主要是因為只是偶爾使用 C’uk，抑或是工程師在大多數(shù)時候甚至都沒有考慮它。
圖 1 這種獨特的拓撲結(jié)構(gòu)可提供非常好的交叉調(diào)節(jié)，奧妙何在？
VoIP 電話的電源對成本、功耗都極為敏感，并且需要一定的 (5%) 交叉調(diào)節(jié)。它們都是一些大容量系統(tǒng)，具有較大的價格壓力。它們一般將電池作為備用電源，其每一瓦特都十分珍貴。需要對所有輸出進行較好地控制，以實現(xiàn)交叉負載并保護下游放大器。由于振鈴的存在，這一整套要求成為反向拓撲結(jié)構(gòu)一個難題，并需要預(yù)負載或者額外的功率調(diào)節(jié)電路。表 1 顯示了 C’uk 轉(zhuǎn)換器在這種應(yīng)用中具有優(yōu)勢。
該
表列出了極端條件負載極限的一些交叉調(diào)節(jié)結(jié)果。在本例中，利用流經(jīng) R17、R18 和 R20 的加權(quán)電流，輸出電壓同樣也得到了調(diào)節(jié)。這樣便聚集了誤差，同時提供比 5% 更佳的極限交叉調(diào)節(jié)，其沒有預(yù)負載或額外調(diào)節(jié)電路。通過增加該輸出的加權(quán)，我們可以進一步改善一個輸出的調(diào)節(jié)，從而負影響另一個輸出的調(diào)節(jié)。
即使假設(shè) C’uk 轉(zhuǎn)換器沒有預(yù)負載，其效率也比反向拓撲結(jié)構(gòu)好 2%。這是通過使用更低電壓的開關(guān)和二極管實現(xiàn)的，因為電路中缺少振鈴。
表 1 所有負載組合的輸出精確度都優(yōu)于 5%
總之，盡管一般不考慮使用 C’uk 轉(zhuǎn)換器，但 C’uk 轉(zhuǎn)換器的確非常適用于這種應(yīng)用。這種應(yīng)用要求：1）無隔離；2）正-負電壓轉(zhuǎn)換；3）多輸出；4）良好的交叉調(diào)節(jié)；5）高效率；以及6）低成本/最少組件數(shù)量。
如欲了解這一論題之前的有關(guān)探討，請參見《如何讓住宅電話調(diào)節(jié)其功率》，該文章由我和 John Betten 共同撰寫完成，網(wǎng)址：http://www.edn.com/article/CA84883.html。讀完這篇文章之后，我們發(fā)現(xiàn)這種拓撲結(jié)構(gòu)是如此的高效。
下次，我們將探討意外諧振響應(yīng)，敬請期待。
如欲了解本文章內(nèi)容及其他電源解決方案的更多詳情，敬請訪問：www.ti.com.cn/power。