新手初次設(shè)計(jì)反激電源式電源？手把手教你步驟

電源的啟動(dòng)電壓應(yīng)介于根據(jù)Power Integrations器件及您的UV電阻的容差所定義的兩個(gè)限值之間。而且，電源在電壓達(dá)到您設(shè)計(jì)的最小AC輸入電壓之前應(yīng)能啟動(dòng)。

在我們的設(shè)計(jì)范例中，電源應(yīng)在DC總線上的78 V到105 VDC電壓范圍內(nèi)啟動(dòng)，這由電阻和器件UV電流閾值的容差所定義。峰值漏極電壓(過(guò)載)

電源啟動(dòng)后，將AC電壓增加到最小輸入電壓，然后使電源上的負(fù)載達(dá)到滿載。在主輸出上，開始緩慢增加負(fù)載，同時(shí)監(jiān)測(cè)示波器上的峰值漏極電壓。在開始使電源輸出過(guò)載時(shí)，確認(rèn)該峰值電壓始終不會(huì)超過(guò)650 V峰值。如果超過(guò)峰值，請(qǐng)停止測(cè)試，排查箝位電路上的問(wèn)題。

一旦達(dá)到最大過(guò)載功率，輸出將會(huì)失調(diào)。這將觸發(fā)Power Integrations器件并進(jìn)入自動(dòng)重啟動(dòng)，或者進(jìn)行鎖存關(guān)斷。

自動(dòng)重啟動(dòng)是對(duì)電壓失調(diào)最常見的一種響應(yīng)方式，但具體響應(yīng)情況因器件系列和電路配置而異。

記錄電源在剛進(jìn)入保護(hù)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(diào)整箝位電路。

電源過(guò)載會(huì)給所有元件帶來(lái)壓力，且會(huì)增加電源的損耗。這將導(dǎo)致元件溫度迅速升高，因此如果出現(xiàn)過(guò)熱的情況，應(yīng)立即停止測(cè)試，讓電源慢慢冷卻下來(lái)。

峰值漏極電壓(啟動(dòng))

進(jìn)行下一個(gè)測(cè)試時(shí)，需要將電源負(fù)載減小至滿載。如果電源已進(jìn)入鎖存關(guān)斷模式，可能需要在電源返回正常操作模式之前切斷并重新接通AC輸入。切斷交流電源供應(yīng)器，然后等待DC總線上的電壓已降至約10 V.如果設(shè)計(jì)中采用了大容量電容，可能需要花費(fèi)幾分鐘的時(shí)間。使用電容放電板可以縮短這一時(shí)間。

接下來(lái)，您將檢驗(yàn)啟動(dòng)時(shí)的漏極電壓和電流波形。將輸入電壓增至最大值，確保電源處于滿載狀態(tài)。將示波器設(shè)置為在漏極電壓波形的上升沿正常觸發(fā)。緩慢增加觸發(fā)電平，直至找到可在正常工作模式下進(jìn)行觸發(fā)的最高電平。然后切斷交流輸入，重新裝上電源。

在增加觸發(fā)電平的過(guò)程中繼續(xù)這一操作，直至在裝上電源的過(guò)程中抓取到最高峰值電壓。如果測(cè)得的最高電壓超過(guò)650 V峰值，則需要重新設(shè)計(jì)箝位。

漏極電流波形(啟動(dòng))

觸發(fā)示波器上的漏極電流波形時(shí)重復(fù)上述操作程序，測(cè)量在裝上電源時(shí)看到的最高電流。檢驗(yàn)電流波形的形狀，看是否存在變壓器飽和的跡象。

啟動(dòng)過(guò)程中，可能會(huì)看到兩個(gè)電流波形中的一個(gè)。左側(cè)波形是正常電流脈沖，它在導(dǎo)通到關(guān)斷的過(guò)程中呈線性斜升。右側(cè)電流脈沖表示存在變壓器飽和的跡象。請(qǐng)注意該脈沖是如何以類似指數(shù)的形式上升到更高端的。這是變壓器磁芯達(dá)到飽和且不能再貯存能量的臨界點(diǎn)。此時(shí)，初級(jí)電流將快速增大，可能會(huì)損壞Power Integrations器件或其他初級(jí)側(cè)元件。

變壓器飽和的主要原因是有過(guò)多的磁通在磁芯中累積。如果在您的設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)飽和現(xiàn)象，首先需要與變壓器供應(yīng)商核實(shí)，看變壓器是否嚴(yán)格按照PI Expert設(shè)計(jì)所指定的參數(shù)值進(jìn)行制造。此外，還應(yīng)確保變壓器的初級(jí)電感值處于設(shè)計(jì)所容許的容差限值范圍內(nèi)。(請(qǐng)參見第16章，了解不使用LCR測(cè)量?jī)x進(jìn)行此測(cè)量的具體方法。)如果器件限流點(diǎn)設(shè)定過(guò)高，也會(huì)造成變壓器飽和。請(qǐng)查閱所用器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解檢驗(yàn)限流點(diǎn)設(shè)定方式的信息。

如果變壓器結(jié)構(gòu)和限流點(diǎn)設(shè)定方式正確，您需要重新設(shè)計(jì)變壓器，以減小磁芯的磁通密度。您可以通過(guò)為變壓器添加額外線圈或減小初級(jí)電感LP所容許的生產(chǎn)容差來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在PI Expert設(shè)計(jì)中增加線圈數(shù)時(shí)，可增加次級(jí)繞組圈數(shù)NS，軟件將會(huì)按比例相應(yīng)增加初級(jí)繞組圈數(shù)NP.您也可以通過(guò)調(diào)節(jié)KP值來(lái)減小磁通密度。如果初級(jí)限流點(diǎn)可設(shè)定且遠(yuǎn)高于您的功率級(jí)要求，那么降低限流點(diǎn)也會(huì)造成磁通量增大。在特殊情況下，您也能需要通過(guò)增大磁芯尺寸來(lái)減小磁通密度。您需要不斷調(diào)整設(shè)計(jì)，直至最大磁通密度(BM)和峰值磁通密度(BP)都遠(yuǎn)低于PI Expert所指定的限值。請(qǐng)注意，優(yōu)化后的PI Expert設(shè)計(jì)應(yīng)始終能把磁通密度限制到可接受的水平。在手動(dòng)調(diào)整設(shè)計(jì)時(shí)，如果所作的某個(gè)修改可使磁通密度驟然增大，PI Expert將會(huì)向您發(fā)出警告消息，提醒這一危險(xiǎn)狀況。

變壓器磁芯過(guò)熱時(shí)，也會(huì)造成變壓器飽和。發(fā)現(xiàn)飽和問(wèn)題后，應(yīng)檢驗(yàn)變壓器是否在適當(dāng)?shù)臏囟认拗祪?nèi)進(jìn)行工作。必要時(shí)，請(qǐng)重新設(shè)計(jì)變壓器，以降低磁芯和繞組損耗，并降低其工作溫度。

在啟動(dòng)測(cè)試期間，可能會(huì)抓取到短脈沖，如上圖所示。這些脈沖都是正常的，是由低輸出電壓下變壓器復(fù)位不足造成的。

變壓器初級(jí)電感量

現(xiàn)在切斷AC輸入，將高壓示波器探針連接到輸入大容量電容的端子。然后，向電源施加最小的AC輸入電壓，將輸出負(fù)載增至滿載。設(shè)定示波器，將高壓探頭連接在輸入大容量電解電容兩端，從而測(cè)量到DC總線電壓，同時(shí)測(cè)量漏極開關(guān)電流波形。

利用示波器測(cè)量大部分線性斜升過(guò)程中的漏極電流的di/dt比值。這部分通常處于流限的25%到75%之間。此外，還應(yīng)在用來(lái)測(cè)量電流變化的時(shí)間間隔內(nèi)，同時(shí)測(cè)量平均DC總線電壓。利用這兩個(gè)測(cè)量結(jié)果，您可以根據(jù)電感的基本關(guān)系式計(jì)算出變壓器初級(jí)電感量的近似值：V = LΔi/Δt

MOSFET導(dǎo)通后，變壓器初級(jí)側(cè)的電壓將近似等于平均DC總線電壓。電感中的電流等于漏感電流。調(diào)整該公式后，我們