【導(dǎo)讀】在小功率設(shè)計中,一般很少用到整流橋的并聯(lián),但在某些大功率輸出的情況下,不想增添新的器件單個整流橋電流又不滿足輸入功率要求,就需要用到整流橋的并聯(lián)了,整流橋的并聯(lián)不能采用兩個整流橋各自整流后直流并聯(lián)的方式,也就是不能采用圖1的方式,因為整流橋沒有配對,單純靠自身的V-I特性,一般是無法均流的,這樣就會造成兩個整流橋發(fā)熱不一致。
1、整流橋并聯(lián)
在小功率設(shè)計中,一般很少用到整流橋的并聯(lián),但在某些大功率輸出的情況下,不想增添新的器件單個整流橋電流又不滿足輸入功率要求,就需要用到整流橋的并聯(lián)了,整流橋的并聯(lián)不能采用兩個整流橋各自整流后直流并聯(lián)的方式,也就是不能采用圖1的方式,因為整流橋沒有配對,單純靠自身的V-I特性,一般是無法均流的,這樣就會造成兩個整流橋發(fā)熱不一致。而采用圖2的方式,通常認為在一個封裝內(nèi)的兩個二極管是非常匹配的,是可以均分電流的,所以采用圖2的方式就可以實現(xiàn)整流橋的并聯(lián)了。
2、浮地驅(qū)動
在驅(qū)動電路設(shè)計中,經(jīng)常會提到MOS管需要浮地驅(qū)動,那么什么是浮地驅(qū)動呢?簡單的說就是MOS管的S極與控制IC的地不是直接相連的,也就是說不是共地的。以我們常用的BUCK電路為例,如下圖:控制IC的地一般是與輸入電源的地共地的,而MOS管的S極與輸入電源的地之間還有一個二極管,所以控制IC的驅(qū)動信號不能直接接到MOS管的柵極,而需要額外的驅(qū)動電路或驅(qū)動IC,比如變壓器隔離驅(qū)動或類似IR2110這樣的帶自舉電路的驅(qū)動芯片。
當(dāng)然還有另外的方式,那就是采用別的方式給控制IC供電,然后將控制IC的地連接到MOS管的S端,這樣就不是浮地了,控制IC的輸出就可以直接驅(qū)動MOS管。
3、滯環(huán)比較器
在保護電路中,為了防止保護電路在保護點附近來回震蕩,所以一般都增加一定的滯環(huán)。
在下圖中,1M電阻就起到滯環(huán)的作用,如果沒有1M電阻,很明顯,VF電壓達到2.5V運放輸出低電平,低于2.5V,運放輸出高電平。增加1M電阻后,在運放輸出低電平時,6腳電平為0.7+(2.5-0.7)*1000/1010=2.48V。當(dāng)VF低于6腳電平后,7腳輸出高電平(如果運放供電15V,7腳輸出可按照14V計算)可以計算此時6腳電平為2.5+(14-2.5)*10/1010=2.61V,如果這是一個輸入欠壓保護電路,且VF為100:1的取樣,則當(dāng)輸入電壓高于261V,電路正常工作,當(dāng)電壓低于248V才會欠壓保護,這樣就增強了保護電路的抗干擾能力。
一般經(jīng)常用到滯環(huán)比較器的地方有:過欠壓保護電路、轉(zhuǎn)燈電路等。
4、誤差放大器輸出鉗位電路
設(shè)計電源中,無論是恒壓源還是恒流源,只要是閉環(huán)控制,總少不了誤差放大器,在進入閉環(huán)之前,誤差放大器輸出電壓為最高值,正常來說,誤差放大器供電一般在15V左右,則誤差放大器的輸出在開環(huán)的時候為14V左右,隨著輸入信號的增加,達到穩(wěn)壓(穩(wěn)流)點后,誤差放大器從最高點開始降低直到閉環(huán)需要的值,在誤差放大器輸出降低過程中,時間越常自然輸出超調(diào)越大電路越不容易進入穩(wěn)定。
增加一個二極管+穩(wěn)壓管后,可以在一定程度上改善這個問題,如下圖所示,如果穩(wěn)壓管是5V的,那么在開環(huán)的時候,誤差放大器輸出被鉗位在6V左右,這樣當(dāng)進入閉環(huán)的時候,誤差放大器輸出就不是從14V開始下降而是從6V左右,降低到閉環(huán)需要的電壓值自然需要的時間就短,電路就越容易進入穩(wěn)定。
大家可以去看看IC內(nèi)部的誤差放大器輸出,無論IC供電電壓多少伏,誤差放大器輸出電壓的最大值應(yīng)該都不會是IC供電電壓,而是6V左右吧,不知道是不是也是基于這個原因。
5、雙環(huán)控制系統(tǒng)的切換
在設(shè)計電路中,帶有限流功能的恒壓源及帶有限壓功能的恒流源相信大家都不陌生,很多網(wǎng)友在設(shè)計電路的時候,有時候會采用下圖所示電路,一個穩(wěn)壓環(huán)一個穩(wěn)流環(huán),逐漸增加負載,穩(wěn)流環(huán)輸出低電平進入限流,當(dāng)負載減小退出限流的時候,穩(wěn)壓環(huán)需要一個切換時間,那么就出現(xiàn)了兩環(huán)路都不工作的一個空白區(qū),在這時間內(nèi),電路相當(dāng)于開環(huán),對電路來說,總歸不是好事。 但如果第二個電路,就不存在這樣的問題,限流的時候,穩(wěn)流環(huán)拉低穩(wěn)壓環(huán)的基準,在這個過程中,兩個環(huán)路都在工作,即使在限流過程中,突然斷開負載,由于穩(wěn)壓環(huán)一直在工作,所以在很短時間內(nèi)電路就會進入穩(wěn)定。而不會出現(xiàn)上述電路的空白區(qū)。
6、漏感的測量
在電源變壓器設(shè)計過程中,相信大家都很清楚變壓器的漏感如何測量,很多網(wǎng)友經(jīng)常在帖子里提到,我的變壓器電感1mH漏感600uH,如果你也測量到這種情況,那么最好再確認一下,因為我們知道漏感儲存的能量是無法傳遞到副邊的,如果你的變壓器參數(shù)如上所說,你想想你的變壓器的效率會有多少?還有的網(wǎng)友會納悶,自己繞的變壓器明明漏感測試的不大,為什么在應(yīng)用中會出現(xiàn)那么大的尖峰?因為在實際工作中,不僅僅變壓器的漏感在起作用,你的布線電感也在起作用。
正確的測試漏感的方法應(yīng)該是其余器件先不焊,將變壓器首先焊接在PCB上,然后用粗短線將MOS管,輸出整流二極管短接,將輸出濾波電容短接,從輸入濾波電容測量進去得到的是輸入的漏感。將輸入濾波電容短接,從輸出濾波電容測量進入,得到的是輸出端的漏感,這樣的測試方法考慮了PCB的分布電感,更接近實際的情況。
7、MOS管的驅(qū)動
借用一個圖,這個圖是過欠壓、過流保護的電路,分別通過兩個光耦控制驅(qū)動信號,正常情況下光耦導(dǎo)通,MOS管導(dǎo)通,出現(xiàn)異常后光耦切斷,MOS管斷開,這個圖至少有兩個明顯的錯誤,大家看看在哪里。(R6R7為1k,R25R26為10k)
8、反饋電路中兩個電阻的選擇依據(jù)
以384X電路為例,常用的光藕隔離反饋電路接法有兩種,一種是將2腳接地,光藕4腳接1腳,通過拉低1腳的電平來實現(xiàn)穩(wěn)壓。
有的人覺得這種方式不合理,會采用下圖的方式,這種方式也是一樣的道理,這里以下圖為例說明電阻R5及R6的選擇。
電路中,R7、R8接成比例放大,放大倍數(shù)為1,也就是R7=R8,電容C2主要起濾波作用,我一般選擇的很小100P。如果電流采樣信號在0-1V范圍內(nèi),電路都正常工作,對應(yīng)COMP端電壓,就是就是1V--4.4V(內(nèi)部二極管壓降認為0.7V,1V為PDF提供的最低工作電壓)那么折算到R6上電壓應(yīng)該能在0.6V--4V變化。如果光藕傳輸比為β,則可以得到下面的式子 4≤R6*(V0-2.5-1.1)*β/R5
也就是說,當(dāng)光藕原邊流過最大電流的時候,副邊電流在R6上的壓降應(yīng)不小于4V。至于R5的選擇,我在另一個帖子提到,一般光偶原邊電流控制在5mA即可,這樣就可以選擇R6的值。
9、小功率反激類電源的調(diào)試
小功率反激類輸出電源,對于經(jīng)常設(shè)計的人來說,基本都是空載或輕載直接上電,由于 已經(jīng)輕車熟路,所以基本不會有什么問題,主要問題在于參數(shù)的優(yōu)化。但對于菜鳥或新手來說,有時候電路原理還不是很明了,想通過動手來加強印象,如果自己做出來的電源直接上電,估計炸機的可能性會超過一半,所以還是循序漸進好一些。首先,單獨給控制IC供電,看看IC工作是否正常,主要看頻率及MOS管的驅(qū)動信號,如果單獨供電,IC都工作不正常的話,你如果直接上電后果是什么不用說了吧?IC單獨供電正常后,我一般都是找一個帶限流功能的直流輸出電源給自己設(shè)計的電源供電,然后空載上電,看輸出電壓是否正常,由于直流輸出電源帶限流功能,所以即使存在問題也是供電電源限流保護,空載輸出電壓正常再逐漸加載。如果沒有帶限流功能的直流電源,我的意見也不要貿(mào)然直接加交流,可以在交流輸入端串聯(lián)一個白熾燈做限流功能,然后看空載是否正常,如果正常后再將白熾燈去掉加交流,這樣會安全一些。
10、交叉調(diào)整率是如何產(chǎn)生的
上面這個圖,如果沒有R及L,就是一個很普通的反激電路輸出整流的兩個繞組,在這里,R為變壓器及布線部分的直流阻抗,L為變壓器繞組的漏感,N1N2就是理想的變壓器繞組了。對于理想的變壓器繞組,繞組電壓正比于匝比,也即是如果5匝繞組輸出5V,那么10匝繞組輸出就是10V。
如果第一個繞組是穩(wěn)壓5V輸出的,在空載情況下,繞組基本沒有電流,R1、L1上壓降可以不考慮,二極管壓降為電流是零時候的壓降值。這個時候N1繞組電壓可以認為是輸出電壓5V+二極管壓降0.4V。那么10匝繞組的電壓就是2*(5+0.4)=10.8V,繞組空載的時候,輸出電壓為10.4V,隨著第二個繞組帶載電流增大,電阻R2及L2上壓降增加,二極管V2壓降也增加,那么C2上電壓逐漸開始降低,這個電壓的變化為N2繞組的負載調(diào)整率,而不是交叉調(diào)整率。
在輔繞組負載不變的情況下,如果主繞組帶載變化,隨著電流的增加,R1、L1及V1的壓降都會增加,從而引起N1繞組電壓的增加(因為要保證C1上電壓不變)。假設(shè)主繞組帶載后N1繞組電壓由原來的5.4V變成了6V.那么N2繞組的電壓將變成12V,輸出電容C2上的電壓就會變成11.6V,這個由于主繞組帶載而引起的輔繞組電壓由10.4V變成了11.6V的情況,就是交叉調(diào)整率。