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實用電源設計Q&A系列之十六:開關電源技術革新迎接新節能標準的挑戰
于輝 蔣家亮
安森美半導體公司
摘要: 實用電源設計Q&A系列之十六:開關電源技術革新迎接新節能標準的挑戰。
Abstract:
Key words :

Q:負載調整和交叉調整是怎么產生的?

A:負載調整是由于負載變化(電流變化)而產生的輸出電壓波動;交叉調整指的是在電源擁有多路輸出時,隨著各路負載發生變化時各路輸出電壓發生的波動。

 Q:如何保證負載從零到滿載條件下均保持較高的效率?

A:權衡一下設計和制造成本,使用軟開關和同步整流。少用或不用反激式電路。

 Q: 單段PFC的優缺點及適用范圍?

A:單段PFC的優點集中體現在效率和成本上,因為將傳統的PFC+PWM兩段集中為單段,所以省去了一個環節,這樣一來就避免了一個耗電環節,因此效率上可以改善。另外單段PFC至少可以節省一個控制器、一個磁性元件(電感)、一個開關器件(高壓MOSFET),因此可以有效降低成本達20%以上。由于將兩段合二為一,因此PF值不如傳統有源PFC實現的高,動態響應速度、紋波等方面性能也不如兩段式優異。 單段PFC比較適合應用的領域如照明、適配器等。

 Q:開關電源控制器中,芯片對功率管的驅動時間如何選擇?芯片對功率管進行驅動時,導通過快或過慢應該是都不好吧?這個時間如何把握呢?通常數值為多少?是否能夠提供較通用的計算公式?

A:功率場效應管柵極上串聯的幾十歐的小電阻,作用是消除場效應管關斷時,由變壓器漏感和場效應管漏-柵極之間的電容產生的寄生振蕩,而不是用作調節什么開關的“軟硬”。至于開關管通斷瞬間產生脈沖峰尖引起的EMI,在硬開關電路中通常用箝位電路和RC吸收回路減弱或消除掉;而在軟開關中,是加入適當的電感或電容及輔助開關電路,使電路在開關通斷瞬間,在開關兩端產生諧振,消除峰尖的同時順便也將開關的損耗降到最低。 此外EMC/EMI和開關的頻率,電路的拓撲(結構),PCB的布線等還有密切的關系,而不僅僅是開關管通斷瞬間的問題。

驅動過快會引起EMI問題,而過慢又會增加損耗降低效率;很難確定出驅動時間的一個通用數值,因為驅動時間和電路拓撲結構以及MOSFET的參數有極大關系。

Q:安森美的CS51414E的問題:我最近在用安森美的CS51414,輸入電壓22V,輸入側電容為220u鋁電解+4.7u的陶瓷電容;Vsw側 是22u/3A的電感,IN5819的肖特基,100u的膽電容組成的續流回路;反饋電阻按照DATASHEET;現在輸出5V 的電壓,有很大的紋波(1V P-P,表現為尖刺脈沖);輸出800mA時,發熱很嚴重。測量3腳Vsw波形,發現輸出不是520K的脈沖,而是會丟失很多的脈沖!會不會是電感的問題?

A:1. 你測的1 Vp-p應該是紋波+噪聲電壓,紋波電壓決定于開關頻率,電感量和輸出電容量,噪聲電壓和探頭的接法與layout有很大關系,應把示波器的帶寬設置在20 MHz。

 2. 800mA時應該比較熱。 因為輸入電壓較高所致。可加大散熱銅箔面積,并把IC用導熱硅膠粘貼在下面的銅箔上。或用CS51412代替CS51414,并把電感量加大一倍。

3. 丟失脈沖應該是layout不好所致。把IC的接地端從輸出電容的負端引出,并在IC的電壓輸入端到地端接一0.1u的陶瓷電容試試看。

Q: 用3844設計的開關電源保護:反激式開關電源,輸出5V/1A、15V/500MA、24V/200MA。用5V進行的反饋。如果將15V或者24V短路時.5V的輸出整流二極管會被燒毀。請教是那里的問題?還有變壓器內部的電流如何變化?

A:可能是5V整流管的反向耐壓偏低所造成,如果短路后進入了打嗝模式,變壓器的初次級電流都較小,如果沒進入保護,將維持在恒功率輸 出模式,就是24V或12V輸出電壓低而輸出電流很大,乘積是恒定功率。

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