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实用电源设计Q&A系列之十六:开关电源技术革新迎接新节能标准的挑战
于辉 蒋家亮
安森美半导体公司
摘要: 实用电源设计Q&A系列之十六:开关电源技术革新迎接新节能标准的挑战。
Abstract:
Key words :

Q:负载调整和交叉调整是怎么产生的?

A:负载调整是由于负载变化(电流变化)而产生的输出电压波动;交叉调整指的是在电源拥有多路输出时,随着各路负载发生变化时各路输出电压发生的波动。

 Q:如何保证负载从零到满载条件下均保持较高的效率?

A:权衡一下设计和制造成本,使用软开关和同步整流。少用或不用反激式电路。

 Q: 单段PFC的优缺点及适用范围?

A:单段PFC的优点集中体现在效率和成本上,因为将传统的PFC+PWM两段集中为单段,所以省去了一个环节,这样一来就避免了一个耗电环节,因此效率上可以改善。另外单段PFC至少可以节省一个控制器、一个磁性元件(电感)、一个开关器件(高压MOSFET),因此可以有效降低成本达20%以上。由于将两段合二为一,因此PF值不如传统有源PFC实现的高,动态响应速度、纹波等方面性能也不如两段式优异。 单段PFC比较适合应用的领域如照明、适配器等。

 Q:开关电源控制器中,芯片对功率管的驱动时间如何选择?芯片对功率管进行驱动时,导通过快或过慢应该是都不好吧?这个时间如何把握呢?通常数值为多少?是否能够提供较通用的计算公式?

A:功率场效应管栅极上串联的几十欧的小电阻,作用是消除场效应管关断时,由变压器漏感和场效应管漏-栅极之间的电容产生的寄生振荡,而不是用作调节什么开关的“软硬”。至于开关管通断瞬间产生脉冲峰尖引起的EMI,在硬开关电路中通常用箝位电路和RC吸收回路减弱或消除掉;而在软开关中,是加入适当的电感或电容及辅助开关电路,使电路在开关通断瞬间,在开关两端产生谐振,消除峰尖的同时顺便也将开关的损耗降到最低。 此外EMC/EMI和开关的频率,电路的拓扑(结构),PCB的布线等还有密切的关系,而不仅仅是开关管通断瞬间的问题。

驱动过快会引起EMI问题,而过慢又会增加损耗降低效率;很难确定出驱动时间的一个通用数值,因为驱动时间和电路拓扑结构以及MOSFET的参数有极大关系。

Q:安森美的CS51414E的问题:我最近在用安森美的CS51414,输入电压22V,输入侧电容为220u铝电解+4.7u的陶瓷电容;Vsw侧 是22u/3A的电感,IN5819的肖特基,100u的胆电容组成的续流回路;反馈电阻按照DATASHEET;现在输出5V 的电压,有很大的纹波(1V P-P,表现为尖刺脉冲);输出800mA时,发热很严重。测量3脚Vsw波形,发现输出不是520K的脉冲,而是会丢失很多的脉冲!会不会是电感的问题?

A:1. 你测的1 Vp-p应该是纹波+噪声电压,纹波电压决定于开关频率,电感量和输出电容量,噪声电压和探头的接法与layout有很大关系,应把示波器的带宽设置在20 MHz。

 2. 800mA时应该比较热。 因为输入电压较高所致。可加大散热铜箔面积,并把IC用导热硅胶粘贴在下面的铜箔上。或用CS51412代替CS51414,并把电感量加大一倍。

3. 丢失脉冲应该是layout不好所致。把IC的接地端从输出电容的负端引出,并在IC的电压输入端到地端接一0.1u的陶瓷电容试试看。

Q: 用3844设计的开关电源保护:反激式开关电源,输出5V/1A、15V/500MA、24V/200MA。用5V进行的反馈。如果将15V或者24V短路时.5V的输出整流二极管会被烧毁。请教是那里的问题?还有变压器内部的电流如何变化?

A:可能是5V整流管的反向耐压偏低所造成,如果短路后进入了打嗝模式,变压器的初次级电流都较小,如果没进入保护,将维持在恒功率输 出模式,就是24V或12V输出电压低而输出电流很大,乘积是恒定功率。

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