細(xì)節(jié)決定成敗 自制150W短弧氙燈

150W的短弧氙燈？對(duì)了，本文就是說說這個(gè)電路怎么做的！

首先，燈的基本要求是恒流，空載電壓盡量高。考慮到功率比較大，反激電路可能吃不消，體積也會(huì)大，于是選擇了單管正激。

其次，電路上只考慮電流環(huán)即可。電壓是開環(huán)的，因此空載電壓等于輸入電壓除以匝數(shù)比，并且和占空比無關(guān)算上漏感尖峰影響，實(shí)際測(cè)量輸入234VAC輸出空載100V直流。

另外，為了保證市電高時(shí)電容電壓的安全，選擇了160V的電容 這樣電壓有富余。頻率折中選擇了50KHz，開關(guān)損耗不太大，磁芯也不用很大就能出功率。

下面是最終的電路圖。參數(shù)精確，有問號(hào)的元件實(shí)際沒有安裝。

乍一看，這個(gè)電路似乎沒有什么特別的地方。但是，細(xì)節(jié)決定了整個(gè)制作的成敗。下面對(duì)設(shè)計(jì)和制作時(shí)的疑問問題和解決方法進(jìn)行討論：

1、輔助繞組采用正激還是反激的形式呢？

輔助繞組采用正激時(shí) 一般都用峰值整流 這樣占空比只要大于0，輔助電源電壓就一直和前級(jí)的直流高壓成匝數(shù)比的關(guān)系。

輔助繞組采用反激時(shí)，電壓變化隨占空比和負(fù)載變化很大，有可能出現(xiàn)不啟動(dòng)的問題。

鑒于這里輸入電壓為180-260V，輔助電壓變化就在13-20V IC和MOS都是可以接受的。實(shí)際結(jié)果也比較符合。但是比預(yù)計(jì)的還高一點(diǎn)，雖然也隨負(fù)載變動(dòng)而變化，但是變化很小，基本不影響爭(zhēng)產(chǎn)工作。

PS: 如果采用了帶APFC的方案 就強(qiáng)烈推薦正激輔助供電 電壓應(yīng)該會(huì)更穩(wěn)定。

2、如何復(fù)位

正激的變壓器沒復(fù)位能力，需要被動(dòng)的進(jìn)行復(fù)位才能正常工作。

常見的方案有復(fù)位繞組復(fù)位、RCD復(fù)位、LCD復(fù)位、有源鉗位復(fù)位、諧振復(fù)位。

繞組復(fù)位會(huì)增加變壓器的復(fù)雜性，而且對(duì)變壓器的耐壓提出了更高的要求，并且占空比不能大于50；

RCD復(fù)位比較簡(jiǎn)單，占空比還可以大于50，開關(guān)管電壓應(yīng)力也比較低，但是所有的勵(lì)磁能量和漏感能量都被電阻消耗了，效率會(huì)差一點(diǎn)；

LCD復(fù)位比RCD稍微好，能做到基本無損吸收，把能量返回高壓電容，但是介紹的文章比較少，沒能深入了解；

有源鉗位需要專門的IC，雖然能做到最高效率，占空比也能比50大，但是增加了成本和復(fù)雜性；

諧振復(fù)位增加了開關(guān)管的電壓或者電流應(yīng)力，不考慮。

綜合，最終選擇了RCD復(fù)位，但是占空比也沒有設(shè)計(jì)大于50。

3、變壓器要不要加氣息

正激變壓器理論上不需要儲(chǔ)能的，所以理論上不需要?dú)庀ⅰ?/p>

剛開始的時(shí)候沒有氣息開環(huán)測(cè)試，開機(jī)時(shí)磁芯有吸合聲，但是加了300W負(fù)載運(yùn)行很好，沒有任何聲音。

然后悲劇從閉環(huán)開始了，閉環(huán)后發(fā)現(xiàn)是能恒流而且精度也夠，但是變壓器在叫還發(fā)熱。

用示波器看波形發(fā)現(xiàn)是在斷續(xù)工作，于是想到了反饋環(huán)的問題（參見后面的問題4和5）。修復(fù)之后占空比連續(xù)了，但是依然存在抖動(dòng)的情況，變壓器還是發(fā)熱出聲。

是不是變壓器飽和了？看了取樣電阻上的波形更加確定了自己的觀點(diǎn)，雜亂的波形中依稀可以看到某些周期后面繞組電流急劇上升，分明是飽和的跡象。

于是，根據(jù)之前的經(jīng)驗(yàn)和直覺，我撕了塊紙，測(cè)有0.08mm厚，給磁芯左右各墊1個(gè)，加了個(gè)氣息。同時(shí)把C109從電解400V4.7uF換成圖上的CBB400V0.1uF。結(jié)果果斷不叫了，變壓器賊熱的問題也解決了。

后來猜測(cè)，變壓器初級(jí)有46mH電感，導(dǎo)致復(fù)位電流太小，加氣息能降低初級(jí)電感，還能減少剩磁，雖然復(fù)位電阻比原來還熱了點(diǎn)，但是變壓器能可靠工作是重點(diǎn)！

可見，增加氣息對(duì)提高變壓器的抗飽和能力有積極影響。

4、UC384x和電流模式的誤區(qū)

UC384x的第三腳是電流反饋腳。大家都知道能實(shí)現(xiàn)電流反饋來進(jìn)行保護(hù)，實(shí)際上這個(gè)腳還擔(dān)當(dāng)著更重要的作用，那就是PWM調(diào)制 其作用類似電壓模式PWM里來自振蕩器的鋸齒波，而這一點(diǎn)被許多人忽略。

常?？吹接腥藛枮樯禪C384x的3腳接地后占空比一直為最大，1和2腳完全不能控制占空比，現(xiàn)在應(yīng)該可以理解了；3腳接地后，1和2腳控制的誤差放大器的輸出永遠(yuǎn)大于3腳的電壓，也就不會(huì)有縮小占空比的機(jī)會(huì)了。

因此，UC384x第3腳的波形關(guān)系到整個(gè)電源能否正常工作。

5、斜率補(bǔ)償補(bǔ)償?shù)氖鞘裁矗繛槭裁匆甭恃a(bǔ)償？什么時(shí)候需要補(bǔ)償？

這個(gè)估計(jì)很多初學(xué)者都聽說過，就是3-4腳之間的電容的作用，但是對(duì)這個(gè)名詞一知半解。

斜率補(bǔ)償補(bǔ)償補(bǔ)償?shù)氖荱C384x第3腳的電壓變化斜率。

為什么要補(bǔ)償？什么時(shí)候需要補(bǔ)償？

當(dāng)3腳斜率發(fā)生不足時(shí)就需要補(bǔ)償，因?yàn)?腳斜率太小會(huì)發(fā)生反饋電壓稍微變動(dòng)就作出非常大的調(diào)整導(dǎo)致了抽風(fēng)。

通常DCM的反激是不需要補(bǔ)償?shù)模驗(yàn)?腳的電壓斜率和初級(jí)電流斜率是正比的，應(yīng)該是比較大的。

CCM的反激和正激（單/雙都算），甚至是CCM的Boost就需要了。因?yàn)樵诠茏訉?dǎo)通時(shí)電流初級(jí)電流變化小，雖然成因不一樣 但是表現(xiàn)形式類似，導(dǎo)致3腳變化斜率小就容易抽風(fēng)，這時(shí)就需要斜率補(bǔ)償了。對(duì)于正激，斜率補(bǔ)償是必須的！