【導(dǎo)讀】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。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。如何才能輕松創(chuàng)建多個負輸出電壓?
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。