反激電源的設計步驟
第6章:啟動和穩(wěn)壓
如果輸入功率小于15 mW,則可繼續(xù)將電壓增大到50 VAC。觀測DC輸出電壓,如果輸出處于穩(wěn)壓狀態(tài)、自動重啟動狀態(tài),或者輸出電壓表上的電壓讀數大于0.1 V,則說明的電路板未受損且功能正常。
繼續(xù)將AC輸入電壓增大至指定的最小輸入電壓。如果電源無法啟動或達到穩(wěn)壓,請停止測試,并參照PI大學課程“修復輸出無法達到穩(wěn)壓的反激式電源”排查問題。
現在,關閉AC輸入,將輸入導線從電路板斷開,將輸入電容放電至安全的電壓水平。此外,將萬用表從DC大容量電容斷開。
第7章:MOSFET漏極開關波形
接下來,您需要監(jiān)測漏極開關波形。斷開電路板上的漏極走線,插入一個電流環(huán)。確保此斷開點介于Power Integrations器件漏極引腳與箝位電路中的任何元件之間。這樣可以確保探針只檢測到MOSFET電流。
將一個1000 V或更大倍數的x100探針連接到MOSFET兩端來測量開關電壓。將示波器配置為以適當的比例同時顯示電壓和電流波形,并設置一個寬時基,以便在一幀圖像上顯示許多開關周期。例如,對于這個132 kHz設計,可將時基設置為每格50 μs。
第8章:負載主輸出
現在,將一個電子負載連接到電源的主輸出,確保負載設置為零。將兩個萬用表連接到該輸出,一個連接到輸出端子來測量輸出電壓,另一個與電子負載串聯來測量輸出電流。用精度最高的萬用表來測量輸出電流。
重新將AC輸入導線連接到電路板,確保自耦變壓器或交流電源供應器設置為零。現在,接通AC輸入,慢慢將電壓增大至電源的最小指定輸入電壓。慢慢將電源的負載增大至滿功率的25%。輸出電壓應維持在指定穩(wěn)壓容差范圍內。繼續(xù)將負載提升到滿載。輸出電壓應保持穩(wěn)定,并處于穩(wěn)壓限值范圍內。
第9章:滿載工作
如果您的設計采用多路輸出,請關斷AC輸入,拆下早前安裝的最小負載電阻。將所有這些電阻都分別替換為電子負載,直到您電源的所有輸出都加有負載。如果此時沒有電子負載可用,請參照電力電子裝置導論課程了解更多負載選項,以及如何替代它們的信息。
按照前面所講的方法,連接兩個萬用表來監(jiān)測每個輸出的輸出電壓和電流。本設計總共有4路輸出,因此總共需要8個萬用表,其中至少4個應具有高精度電流量程。這種配置便于進行快速測量。如果沒有足夠的這種萬用表可用,可以用一個萬用表來測量所有電壓,方法是將它輪流連接到所有輸出,分別測量電壓,一次測量一個輸出。
將所有負載設置為從每個輸出吸收少量的電流,避免峰值充電的發(fā)生。再次將AC輸入歸零,然后接通,慢慢將輸入增大至電源的最小工作電壓。從主輸出開始逐個慢慢增大每個輸出的負載,以達到該輸出的額定滿載點,直到電源的所有負載都提供指定的滿輸出功率為止。
此時,您的電源提供最大連續(xù)輸出功率。所有輸出都應保持穩(wěn)壓,并且處于指定的容差限值范圍內。否則,請停止測試,參照PI大學故障診斷課程中的內容來排查問題。如果電源已進入自動重啟動模式,請參見PI大學課程“修復無法提供滿功率的反激式電源”。
第10章:檢驗效率
當電源在最大連續(xù)負載和低壓狀態(tài)下運行時,對電源執(zhí)行快速效率測量,并將測量結果與PI Expert指定的目標值進行比較。如果發(fā)現測量的效率低于預期的5%以上,請參照PI大學故障診斷課程中的內容排查問題。
第11章:峰值漏極電壓(高壓)
接下來,減小示波器的時基,并在漏極電壓的上升沿觸發(fā)。將示波器設置為正常觸發(fā)模式,然后緩慢增加觸發(fā)電平,直至示波器在MOSFET電壓出現最高峰值時偶爾觸發(fā)。
利用示波器的光標測量MOSFET在此峰值時的最大電壓。現在,緩慢將AC輸入電壓增加到最大輸入電壓,增加50 V后暫停,以增加觸發(fā)電平,然后測量最高峰值。
一旦所測得的峰值漏極電壓超過650 VDC,則應停止增加輸入電壓,以防止該電壓超過MOSFET的最大額定電壓。如果在被迫停止前尚未達到最大輸入電壓,則說明您的箝位電路可能設計有誤,或者變壓器漏感超過了預期值。請先解決這一問題,然后再繼續(xù)下一操作。
第12章:欠壓鎖存
接下來,將各輸出負載降至最低,然后切斷AC輸入。如果您的設計中包含UV檢測電路,則請重新連接該電路。此外,應將一個萬用表連接到輸入大容量電容兩端,設置為測量DC電壓。將AC輸入歸零并接通,然后緩慢增加電壓,直至DC總線電壓達到UV閾值的下限。
電源的啟動電壓應介于根據Power Integrations器件及您的UV電阻的容差所定義的兩個限值之間。而且,電源在電壓達到您設計的最小AC輸入電壓之前應能啟動。
在我們的設計范例中,電源應在DC總線上的78 V到105 VDC電壓范圍內啟動,這由電阻和器件UV電流閾值的容差所定義。
第13章:峰值漏極電壓(過載)
電源啟動后,將AC電壓增加到最小輸入電壓,然后使電源上的負載達到滿載。在主輸出上,開始緩慢增加負載,同時監(jiān)測示波器上的峰值漏極電壓。在開始使電源輸出過載時,確認該峰值電壓始終不會超過650 V峰值。如果超過峰值,請停止測試,排查箝位電路上的問題。
一旦達到最大過載功率,輸出將會失調。這將觸發(fā)Power Integrations器件并進入自動重啟動,或者進行鎖存關斷。
自動重啟動是對電壓失調最常見的一種響應方式,但具體響應情況因器件系列和電路配置而異。詳細信息請參見產品數據手冊。
記錄電源在剛進入保護模式之前示波器上所顯示的峰值漏極電壓值。如果該電壓大于650 VDC,您需要調整箝位電路。
電源過載會給所有元件帶來壓力,且會增加電源的損耗。這將導致元件溫度迅速升高,因此如果出現過熱的情況,應立即停止測試,讓電源慢慢冷卻下來。
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