反激電源的設計步驟

準備

在初次設計電源之前，應確保電源所采用的印刷電路板符合Power Integrations器件數據手冊中指定的布局指南。如果在實驗用面包板或原始樣板上搭建設計的電路，會引入很多寄生元件，這樣會影響電源的正常工作。而且，許多實驗用面包板都無法承載開關電源所產生的電流水平，并可能因而受損。此外，在這些電路板上非常難以控制爬電距離和電氣間隙。

所需設備

在本課程中，您將用到以下設備：

1.一個隔離式交流電源供應器或一個自耦變壓器

2.一個瓦特表

3.至少四個數字萬用表，其中兩個具有高精度電流量程

4.一個帶有高壓探針的示波器

5.一個電流探針
6. 還有您的實際負載

第1章：術語
本課中將頻繁使用的兩個術語是“穩(wěn)壓”和“自動重啟動”。當電源處于穩(wěn)壓狀態(tài)時，控制器持續(xù)接收反饋，所有輸出電壓均保持穩(wěn)定不變，并處于指定的容差限值內。自動重啟動是Power Integrations器件中內置的一種保護模式。
處于穩(wěn)壓狀態(tài)的輸出

自動重啟動

在工作期間，如果所消耗的功率大于電源所能提供的功率限值，或者在啟動后，電源的輸出電壓在指定的時間內不能達到穩(wěn)壓，Power Integrations器件將進入自動重啟動保護模式。這種設計通過限制電源在故障情況下提供的平均功率，可防止元件受損。有關特定的自動重啟動導通時間，請參見相關的Power Integrations器件數據手冊。
在測試期間，如果發(fā)現電源性能與本課程中所描述的情況不符，或者表現出任何異常特征，請停止測試程序，并參照其他PI大學故障診斷課程中的內容排查問題，或者聯(lián)系當地PI代表解決問題。

第2章：設計信息

現在就可以開始測試了。下面，我們將以使用TinySwitch -PK器件的RD-1151參考設計電路板為例進行講解。該電源用于DVD播放器，可提供7.5 W的連續(xù)輸出功率，峰值功率為13 W。連續(xù)輸出功率分為四路輸出，它們包括：

3.3 V，500 mA

5 V，500 mA

正12 V，250 mA

負12 V，30 mA

第3章：目測

設計之前，應先目測檢查電路板，確保所有極性組件都已正確插裝。雖然這種情況并不常見，但一個元件插裝錯誤卻能導致破壞性故障。

即使在完成了元件插裝檢查后，我們仍強烈建議您在第一次設計電源時佩戴護目裝置。確保所有極性組件都已正確插裝
第4章：禁用欠壓鎖存

第一步是檢查電源能否在低輸入電壓下正確工作，因此您需要禁用Power Integrations器件的欠壓鎖存功能（如果已啟用的話）。在大部分設計中，這意味著將UV電阻從電路板上卸除。在本設計范例中，UV電阻連接在DC總線和TOPSwitch -HX器件的M引腳之間。您需卸除這些電阻，使M引腳與源極短路。如果是其他產品，請參閱相應的器件數據手冊，確定應使用的正確元件和禁用UV功能的方法。

第5章：極低電壓工作

接下來，將兩個短導線焊接到輸入電容的負極和正極端子上，用作測試點。為了正確驗證低電壓工作情況，您需要在施加低AC輸入電壓的過程中，監(jiān)測輸入電容的輸出電壓和DC總線電壓。將一個萬用表連接到電路板的輸出端子，并將另一個萬用表連接到輸入電容，利用兩個測試點進行監(jiān)測。這兩個萬用表都應設置為讀取DC電壓。

如果您的設計有多路輸出，可將負載電阻連接到主穩(wěn)壓輸出以外的任何輸出。負載電阻的大小應能夠吸收為每個輸出指定的最小負載。這樣可防止這些輸出電壓因峰值充電而超出規(guī)格范圍。

如果沒有為輸出指定最小負載，那么選擇電阻吸收5 mA的輸出電流。將AC輸入導線連接到電路板。確保AC輸入正確連接到電源的輸入端子，而不是連接到DC輸出。AC輸入連接錯誤可嚴重損壞電源。

在本測試中，您還需要測量AC輸入功率。如果您有瓦特表，請參照其操作手冊中有關如何安裝到AC輸入通道的說明，配置為測量AC電壓、電流及輸入功率。如果沒有瓦特表可用，可將第三個萬用表與AC輸入串聯(lián)，設置為測量AC電流。再將第四個萬用表連接到電源輸入端子，測量AC電壓。

現在，確保自耦變壓器或交流電源供應器設置為零，然后將其開啟。將輸入電壓慢慢提高到約10 VAC。您應該可以在瓦特表或輸入萬用表上看到AC輸入電壓在逐步增大。如果沒看到的話，應確認您的交流電源供應器是否配置正確。您還應該看到DC總線電壓在您施加AC電壓的過程中不斷增大。

如果您使用的是瓦特表，穩(wěn)態(tài)AC輸入功率應小于15 mW。如果您使用的是兩個萬用表，穩(wěn)態(tài)AC電流讀數應小于10 mA。如果您看到輸入功率或AC電流高于此值，那么說明您的電路板存在故障。關閉交流電源供應器，斷開AC輸入連接。

在上述情況下，持續(xù)提高AC電壓會對電路板造成破壞性故障。有關確定和修復電路板故障的信息，請參見PI大學課程“修復無輸出電壓的反激式電源”。