[YJGQDD]分享6路输出的隔离电源方案和测试数据以及Kicad格式文件
前言：对于隔离电源来说，使用多个绕组就可以实现多路输出和串联后高电压输出。市面上的成品隔离电源绝大多数为1路输出，多路的很少。但是实际应用中有时需要多路隔离电源的应用，可能每路输出功率不大。要么自己做变压器实现多路输出，要么使用多个隔离电源模块实现多路输出。 这次的方案通过2MOS的半桥驱动或4MOS的全桥驱动（根据输入电压和输出功率来选择哪种方式，下面的开发板上带一个跳线帽选择）来驱动一个带6个次级绕组的变压器。板子上设计的跳线帽可以方便的选择6路单独输出或多个串联起来输出。当然对于具体的产品就不需要这么多的跳线帽，直接根据需要选择绕组。输出整流可以根据自己的实际需要调整：输出电流几十个mA但是要体积小的可以选择SOT363封装的BAT54SDW；
输出电流小但是嫌BAT54SDW不通用的可以选择BAT54S系列或BAV99（嘉力创的基础库，开关二极管压降相对肖特基大些）
输出电流几百mA以上的可以选择4个肖特基，或1个肖特基的桥堆：MB24F或MB14F
输出电压高，比如100多V的时候，可以使用US1M类的超快恢复二极管。注意不要使用M7类的慢速的整流管。
下面介绍了2个具体的应用。其它通过串并联或改匝数后实现
附件为kicad格式的原理图和PCB文件。
1：5V输入实现6路输出，其中主路为5V,1A输出（使用DCDC二次稳压）。其它路电流小，通过LDO稳压即可
1》本测试板采用4MOS方式驱动变压器产生6路隔离输出：其中ISO1为主路输出，通过外接DCDC实现5V,1A输出能力。ISO2到ISO5通过外接LDO实现5V,0.2A输出能力。ISO6因为板子上原设计为绕组串联实现高电压输出，采用了US1M高耐压的超快恢复二极管，压降相对肖特基较大，因此本次未测试输出带载能力，可以替换成肖特基做测试。（对于多路隔离输出方案，每路带载大小变化都会影响到其它几路的输出电压，因此本测试板使用每路加DCDC或LDO的二次稳压的方式实现在最大输出功率范围内输出电压基本恒定，缺点是整体效率变低。主路输出效率只有78%，辅路因为LDO输出效率更低）2》测试板子说明：6路隔离电源测试板+DCDC稳压板，其它几路未加LDO进行稳压输出（一般LDO输出5V，0.2A电压时，要求输入电压大于5.3V以上）其它几路需要自行添加LDO实现5V电压输出，LDO可以使用ME6209A50/SOT23-3封装。测试的DCDC使用SY8113ADC。3》关于输出短路保护：由DCDC芯片或LDO实现输出短路保护。4》6路隔离电源总输出功率建议控制在5W以内。以下板子已经改装为只能使用5V输入设计。原设计支持从5V到24V固定电压输入转6路固定电压输出应用，具体输出电压可以定制。5》关于变压器说明：因为多绕组的小体积贴片变压器引脚间距只有2mm，算上漆包线焊点后间距更近，因此对用于强电隔离的应用需要在引脚处涂三防漆加强绝缘或换引脚间距更大，骨架更大的其它变压器。
2:12V输入，输出120V 15W
方案选型： 使用4MOS的全桥驱动方式驱动。优点：1》电路简单，不需要考虑隔离反馈环路设计。2》输出电压直接和匝比相关，计算简单。3》变压器不用开气隙，不用测试初级电感量只需要匝比正确，绕制变压器很简单。相同大小的磁芯与其它拓扑相比输出功率大。4》本次测试板使用的变压器为多路绕组的设计，可以方便的组合成多个相互隔离的输出电压或组合成正负电压或串联成高输出电压，比如本次测试把5个输出串联输出120VDC缺点：1》输出电压和输入电压近似比例关系，输出电压随负载变化有波动2》使用的是硬开关的方式，MOS管的开关损耗相对LLC方式要大。本开发板原理图：
实物照片：
多绕组贴片变压器的优缺点：优点：1》多绕组设计，可以灵活的组合输出多种电压，尽量把传统的定制型变压器设计为更加通用的变压器，适合样品和研发调试使用。（上图通过跳线帽和跳线接入了5个绕组输出120V。可以增减绕组输出几组电压。2》贴片设计，体积小。缺点：1》成本相对为专门应用大批量定制的变压器高。2》体积小，引脚多导致了引脚的脚间距变小，脚间距只有2mm。对耐压要求高的场合不适合。实际使用可以根据需要刷三防漆增加一定的绝缘性能。注意！！！本次测试的开发板原设计针对多路小功率输出，总输出功率在5W以内的应用，因此MOS的驱动只是通过NMOS直接IO驱动（驱动电平5V），PMOS使用电容隔直后驱动（驱动电平2.8V左右）。MOS管上的驱动能力弱，驱动电压低，导致MOS管内阻大，开关损耗大，优点是电路简单，器件少。建议12V输入时大于5W的输出使用专用的MOS驱动芯片驱动NMOS来设计。（比如2104，2203系列等）变压器设计步骤：1计算匝比：因为次级电压高，初级匝数在控制静态电流一定的情况下尽量少，否者次级的匝数会成比例增加，大大增加变压器的绕制复杂程度和限制导线的线径大小。经过测试，初级使用8T。
计算次级采用17T：（直接使用上位机的计算工具计算，17T*5=85T）
最后实际实验带1个指示灯时输出127V。输出15W时，输出电压117V左右。对于本应用，初级的MOS和导线等带来的电压降，每增加0.1V，输出电压就将减小1V（120V/12V=10倍关系）变压器匝比为8T:17T:17T:17T:17T:17T:17T,其中初级采用多线并绕绕满骨架，减小内阻。自己绕制好后可以使用FF-BAISC-DEMO开发板+口袋实验的匝数测试工具测试下同名端和匝数是否正确，建议调整夹子让同名段如图斜对称指示的时候精度高一些。同名段错误的话多个绕组串联后电压会有部分抵消，导致输出电压不对。。对于本应用，初级的MOS和导线等带来的电压降，每增加0.1V，输出电压就将减小1V（120V/12V=10倍关系）变压器匝比为8T:17T:17T:17T:17T:17T:17T,其中初级采用多线并绕绕满骨架，减小内阻。自己绕制好后可以使用FF-BAISC-DEMO开发板+口袋实验的匝数测试工具测试下同名端和匝数是否正确，建议调整夹子让同名段如图斜对称指示的时候精度高一些。同名段错误的话多个绕组串联后电压会有部分抵消，导致输出电压不对。
使用IT8511+电子负载测试（电子负载最高电压120V，超过125V电压后电子负载报警，因此需要先把电子带负载后再对板子上电才能测试）
注意：因为本开发板原MOS驱动设计不是为大于5W以上输出设计的，因此当上图大于50mA以上的输出功率时，因为MOS管的发热会导致输入电流逐渐增加的问题。只能短时间的带载测试，可以通过使用专用MOS驱动芯片（比如2104，2203等）+NMOS管的方式驱动。
最后打下广告：对于的多路输出板子：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=621922268415；
测试用FF-BASIC-DEMO开发板和上位机等资料可以看这里：分享飞飞隔离电源核心设计和电源开发板https://www.amobbs.com/thread-5724906-1-1.html
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