你的位置:首頁(yè) > 電源管理 > 正文

干貨分享:低損耗RCD正激電源的制作經(jīng)驗(yàn)

發(fā)布時(shí)間:2015-03-21 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】電源的設(shè)計(jì)方向一直都是朝著低功耗、高效率邁進(jìn)的。開發(fā)者會(huì)在設(shè)計(jì)過程中通過器件和電路的配合來降低損耗。本文就是要制作低損耗的RCD正激電源,在元件的選擇上,RCD電路在設(shè)計(jì)中的作用就是吸收電阻,降低損耗。

本篇文章將為大家介紹由UC3845的RCD組成的正激電源設(shè)計(jì)總結(jié),希望能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭?br />
在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。
這電壓完全滿足氙燈觸發(fā)的需求。

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。另一方面,初級(jí)圈數(shù)多,磁通密度偏移小,設(shè)計(jì)比較保守。

干貨分享:低損耗RCD正激電源的制作經(jīng)驗(yàn)
圖1 電路圖

圖1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。

乍看之下,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。

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。

需要說明的是,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。

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。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。
[page]
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?。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。

然后在閉環(huán)出現(xiàn)了問題,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。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。

這時(shí)進(jìn)一步想到了變壓器飽和,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。

之后給磁芯左右各墊1個(gè)0.08mm厚的紙,加了個(gè)氣息。同時(shí)把C109從電解400V4.7uF換成CBB400V0.1uF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。

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??吹接腥藛枮槭裁碪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。

斜率補(bǔ)償補(bǔ)償?shù)氖鞘裁??為什么要斜率補(bǔ)償?什么時(shí)候需要補(bǔ)償?


這個(gè)估計(jì)很多初學(xué)者都煩惱過,就是3-4腳之間的電容的作用,斜率補(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)?,因?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?。m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。所以,對(duì)于正激斜率補(bǔ)償是必須的!之前提到的打嗝到爆就是沒進(jìn)行斜率補(bǔ)償引起的。

下圖是最終的成品,還沒有安裝到PCB上,但是已經(jīng)基本成型了。

干貨分享:低損耗RCD正激電源的制作經(jīng)驗(yàn)
 
最后,其實(shí)這個(gè)電源的用處非常多,只要做出一些調(diào)整就能成為恒流限壓大功率電池充電器,或者LED驅(qū)動(dòng)電源等等,存在的問題就是復(fù)位電阻的部分發(fā)熱比較嚴(yán)重,這點(diǎn)可以通過散熱片來解決。

相關(guān)閱讀:

菜鳥級(jí)別要注意的RCD吸收電路詳解
陶老師:RCD尖峰脈沖吸收電路參數(shù)計(jì)算舉例
怎樣既限制主MOS管最大反峰又使RCD吸收回路功耗最小?

要采購(gòu)變壓器么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉