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单端反激式开关电源电路调试相关问题总结

[ 热门新闻 ] 开关电源、反激 2018-10-31 10:45:30
单端反激式开关电源电路调试

 问题总结     

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01

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解决MOS管温升过高问题

以讲解实例为例,实际调试中发现主要的发热源是MOS管芯片、高频变压器、

输出二极管。

针对MOS管芯片,实际调试中发现,温升达到了45度,由于TOP246YN提供了两种开关频率,132KHZ和66KHZ,通过改变开关频率为66KHz时,发现效果不明显,于是主要从MOS管的导通损耗入手,将MOS管换成更低RDS的TOP247YN,然后设置降低外部限流点大小后,发现温升有明显改善,最后再适当加大了外部散热片散热面积,最终MOS管温升控制在了25度左右

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02

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解决输出整流管温升过高问题

仍然以本主题帖讲解实例为例,调试中发现输出二极管,温升达到了42度,由于第一次样机使用的是TO220封装的MUR1060二极管,导通压降约1.1V,后来改为导通压降约0.7~0.8V左右的MBR10200,再将TO220散热片改为宽体的散热片,输出整流管温升等到明显改善,最终输出整流管温升控制在了22度左右

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03

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解决上电时输出过冲幅度太大的问题

在测试输出过冲幅度指标时,发现上电时输出过冲幅度有点大,超出了后级供电模块的安全电压,分析原因可能是系统反馈环路的动态响应太慢造成的,于是从TL431反馈环路入手,通过改变TL431反馈环路中的零极点位置及大小,可以明显改善上电时输出过冲幅度太大的问题。改善后,输出电压平稳上升至输出电压大小后稳定输出,我过冲现象

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04

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解决输出电压100HZ工频纹波太大的问题

测试输出电源纹波时,发现100HZ工频纹波比较大,进行了以下试验:

1.增大输出电解电容容量,选用更小ESR的电解电容,测试结果无明显改善;

2.增大输入电解电容的容量,测试结果无明显改善;

3.增加反馈环路的直流增益,以增加低频段增益,测试结果无明显改善;

4.在输出电压地和机壳地之间接一个103大小的Y电容(机壳地接大地),测试结果100HZ工频纹波得到明显改善,基本上可以控制在输出电压的0.5%~1%;

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05

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解决高频变压器温升过高问题

测试时变压器温升时,发现变压器表面的温升达到了50度,这样一来很难满足85度工作环境下的应用需求,进行了以下试验:

1.更换磁芯材料,最初选用的是PC40材质的磁芯材料,后更换了PC44材质的磁芯材料,测试结果有轻微改善;

2.为了减小趋肤效应带来的影响,增加了绕组并饶的股数,测试结果有轻微改善;

3.PCB板上变压器的焊接引脚全部加大铜皮表面积并露铜处理,测试结果改善不明显,但有轻微改善;

4.PCB板上变压器下方开槽处理,增加变压器上下空气对流速度,测试结果改善不明显,但有轻微改善;

经过以上综合处理后,变压器温升得到一定盖上,现基本上能控制在40度左右;

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06

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提高开关电源效率问题

测试电源效率时,发现效率为85.3%,虽然这样的效率已经可以适合产品应用了,本着精益求精的原则,做了一下试验:

1.反馈比例分压电阻最初用的37.4K和3.19K,现在保持分压不变,改为73.2K,6.19K;

2.去掉了电源输出指示灯电路;

3.再不影响环路稳定性的前提下,适当减小环路直流增益;

4.输出二极管采用低压降,高反向耐压的快恢复二极管,同时在保证二极管反向耐压的前提下去掉了输出二极管两端的RC吸收电路;

5.合理调试初级绕组的RCD钳位电路参数,避免不必要的能量吸收;

经过以上试验后,电源效率有所改善,目前已提高到了87.6%。

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07

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解决变压器高频啸叫问题

在进行各种理论计算完成后,就开始联系打样变压器,为了方便调试中对变压器参数进行改装,特意联系了***商打样了两种规格的变压器:一种浸过绝缘漆的,一种不做浸漆处理。调试中发现工作过程中电源板有几KZ左右的高频啸叫声,进行了以下试验:

1.调试反馈环路参数,确认环路参数设计合理,调试过程中高频啸叫声一直存在;

2.测试MOS管开关DS波形及输出波形,以确认设计参数是否合理;

3.将部分陶瓷电容全部更换为插件点解电容,以排除陶瓷电容的压电效应产生的啸叫;

4.更换浸漆处理和未做浸漆处理的变压器;

5.改变MOS管开关频率,啸叫声有所改善,但无法彻底解决;

经过以上试验发现,更换浸漆处理过的变压器后,啸叫声基本上没有了,初步判定是由于变压器线圈的高频振荡引起的啸叫