电源变压器反馈功率分析以及电路设计

摘要：本次主要验证变压器的反馈电源，是否可以满足除给IC供电外，同时给其他电路供电。本次测试的IC芯片为TI的LM5020，该变压器输入54V，输出3.3V@2A，反馈12V@20mA

1 满载测试

首先测试在输出满载的情况下，输出电压的大小以及反馈电压的大小。图1-1为测试Demo板原理图（变压器换成秬联的）。

图1-1 测试Demo板原理图

测试结果如图1-2所示，从结果可知，满载输出电压为3.28V，反馈电压为12.32V（存在飞线引入噪声，反馈输出后端有虑尖峰脉冲的电容）。

图1-2 满载测试结果

2 输出负载微调

本次测试希望反馈电压能够提供50mA的负载供外部电路，加上IC需要20mA的驱动电流，因此确定反馈负载为171Ω，通过调节输出负载确定反馈稳定条件。即输出功率达到什么条件，反馈电压可以稳定输出。

测试电路如图2-1所示，测试结果如表2-1所示，图2-2是负载为10Ω的测试结果。

图2-1 测试电路

图2-2 负载为10Ω的测试结果

从结果中可知，输出功率达到0.2W，即可得到最小9V的反馈电压。

3 使用反馈电压对外部电路供电

图3-1 使用反馈电压对外部电路供电原理图

图3-1是使用反馈电压对IC供电，同时给外部供电的电路图。测试R43两端的电压，结果如图3-2所示，图3-3为D11阴极的电压。

图3-2 R43电阻两端的电压

图3-3 D11阴极的电压

从测试结果可知，反馈电压提供10V工作电压，可以同时给IC以及外部电路供电。

4 输入功耗测试

断开输入IC的54V电源，用万用表的电流探头测试54V的输入IC的电流，电路图如图4-1所示。

图4-1 54V输入IC电流测试

输入电流在开机的一段时间内有较高值，大概持续2S左右（目测），之后就稳定输出，测得稳定时电流为0.13mA，功率为7.02mW。

5 结论

反馈输出端除了给IC提供相应的功率外，可以同时给外部电路供电。这里有两点需要注意，一是反馈绕组的感量，若有需要为外部电路提供较高的功率，可以增加反馈端的输出功率，一般反馈端的输出电流以20mA为标准，对于像50mA左右的小电流负载，在要求电压裕量较宽的情况下可以使用该反馈端的输出电压，但是最好要经过验证；二是要增加二极管，如果不增加，会造成外部电路的供电系统由VCC提供，而不是反馈端，从而导致无法为IC内部芯片提供正常的工作电压，造成IC无法正常工作。在开机的前一段时间内，IC的能量由VIN提供，此时VCC输出7.7V的工作电压供芯片内部工作，这一点从IC的芯片手册可以得到，若此时将该电源同时供外部使用，由于VCC输出功率低，而外部电路需要大功率，造成IC无法正常启动。当VCC外部电压高于7.7V的时候，VIN将停止供电，由VCC提供能量，这一点可以从电流测试结果中可知，稳定时只有7.02mW。