先上電路圖,詳細問題在跟貼里說明。
整體電路:
控制芯片部分:
變壓器及整流部分:
變壓器結(jié)構(gòu):
(變壓器的實際氣隙為 1.2mm,得到電感量為 1150uH)
問題在于,起動時不斷打嗝。分兩種情況:
1. 完全空載時起動打嗝
兩路輸出都完全不接任何負載。電源兩路輸出均為 32V,但不斷打嗝起動。查得原因是由于沒有負載,輸出電壓過沖后(高于431設(shè)定的電壓)長時間不能回落,反饋回路使控制芯片長時間處于 0 占空輸出狀態(tài),因此輔助電源無電壓輸出而使控制芯片掉電,從而引起打嗝。我想這個情況應(yīng)該屬于正常現(xiàn)象。
2. 有負載時起動打嗝(負載不重)
僅在其中一路輸出上接一個150歐電阻作為負載,假如電源正常,則此電阻應(yīng)該流過 0.2A 電流,消耗 6.4W 功率。而本電源設(shè)計目標功率為 90W,每路輸出最大 1.5A。
但事實上,接上這個電阻后,電源仍然起動打嗝,原因與第一條完全是另一碼事。經(jīng)檢查,電源的兩路輸出和輔助電源輸出的電壓均極低,輔助電源只有 4V 不到、主輸出只有 8V 不到。因為輔助電源不能提供足夠電壓,造成芯片欠壓而打嗝。
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我想知道是什么原因造成輸出電壓如此低!
檢查項目有:
A 芯片振蕩正常,輸出脈沖頻率 75KHz。
B 兩功率管的驅(qū)動正常。驅(qū)動相位是正確的,兩管同步開通和關(guān)斷,上升、下降速度均屬正常范圍。
C 變壓器的各繞組相位正確,波形是正確的反激波形。
D 測量電流傳感電阻上的電壓波形很好,起動占空比約 40%,最高點電流峰值約 1.25A。
E 由漏感引起的初級繞組反射電壓(經(jīng)D8 D9反饋到主電容)被正確鉗位,D8 D9 的導(dǎo)通時間短于 150ns(電流峰值1.2A)。證明此部分能量是很小的,沒有造成太多的能量反饋回電源電容。
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好了,經(jīng)過以上檢查,我的疑問是:
功率管開通期間確實是儲存了能量(第 D 檢查項),而且占空時間是 40%、電流峰值 1.2A,說明儲存的能量應(yīng)該不小。但功率管關(guān)斷后,釋放到次級只有 8V 不到的電壓,在 150歐電阻上只流過了 0.05A 的電流。(事實觀測反激期間的次級波形,確實只有8V左右的平直波形,而且持續(xù)時間比較長,大約 50% 占空比,是 DCM 工作模式)
磁芯中儲存的能量那里去了?是根本沒有儲存足夠能量么?電路有問題還是變壓器有問題?
我第一次做雙管反激。單管反激、單管正激都做過的,基礎(chǔ)的東西懂一點,但經(jīng)驗還是不足。謝各位指正指正,感激不盡。
3845是否可以不用斜坡補償?C29
“經(jīng)檢查,電源的兩路輸出和輔助電源輸出的電壓均極低,輔助電源只有 4V 不到、……”——輔電VCC這么低,按理說3845是欠壓閉鎖的,不會有占空比輸出。
就是因為 VCC 的原因才打嗝的。芯片起動前主電容經(jīng)過 R25 對 C26 充電,達到 8.5V 左右芯片開始輸出,由于輔助電源電壓不足,C26 的電壓逐漸被消耗,當電壓下降到 7.4V 左右芯片欠壓保護,然后重新開始對 C26 充電。如此重復(fù)就形成打嗝。
從 8.5V 下降到 7.4V 這段期間,芯片可輸出數(shù)百個脈沖,如果電源正常,則此期間輔助電源早就提供了足夠的電壓給 VCC,就不會發(fā)生這情況了。可惜了,輔助電源電壓太低,不滿足條件。
(補充一下,主電容沒有出現(xiàn)在圖中,是 33uF/700V 電解電容)
是這樣,由于 C22 的存在,MOS 柵極只有 +5V -4V 左右,MOS 開通速度比較慢,波形不好,但主變壓器還是有輸出的。
基于此情況,我短接了 C22,因此 MOS 柵極沒有負壓,開通時 +9V 左右。開通速度和關(guān)斷速度均很好。由于此驅(qū)動變壓器體積比較大,取消 C22 也沒有飽和現(xiàn)象。檢查了柵極波形,波頂平直,確實沒有驅(qū)動變壓器磁芯飽和的情況出現(xiàn)。
(補充:MOS 柵極電壓很是詭異,芯片輸出脈沖電壓只有 6V-6.5V 左右,但經(jīng)過驅(qū)動變壓器后就變成了 6V-9V 不等,且有時是正負對稱波形,有時只有正脈沖波形。)
(眼還是比我手快,)
多謝。我剛找到了問題所在,正如你所說的情況。
多謝 abccba,其實他應(yīng)該一開始就發(fā)現(xiàn)了此問題,只是被我的前提說明給忽悠了。
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我將 Q1 去掉并加上了 RCD 鉗位,臨時改成了單管反激,并跳過了 EE19 以芯片直推 Q2,電路馬上就正常工作了。
在維持單管反激的拓樸下,重新經(jīng)過 EE19 推動 Q2,立即恢復(fù)到原本的打嗝狀態(tài)。證明是因為經(jīng)過 EE19 后不能可靠推動功率管而引起此問題。
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我詳細對比了直推和經(jīng)過 EE19 推動兩種電路下的波形。經(jīng)過 EE19 后 MOS 開通延時了大約 250ns,漏極電壓總下降時間接近 500ns(已包括開通延時在內(nèi)),但 MOS 確實是開通了足夠長的時間。單從漏電壓波形和源電流波形確實不能分析出問題的本質(zhì)。
我重新查看了 FQP9N90C 的手冊,并對比波形,確認了 MOS 可靠開通的柵壓不應(yīng)低于 6V。在柵壓低于 4V 時 MOS 不能開通,4V-5.5V 之間通態(tài)電阻比較大。從波形看我的電路在起動期間柵壓在 5V-6V 之間不斷變動,所以應(yīng)該是柵壓不足引起的問題。(芯片直推可一直維持柵壓在 6.5V)
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因此我判斷將 UC3845 換成 UC3844 應(yīng)該就能解決問題。待我買到件換上后試一試就可以作出定論。
另外我估計芯片不外加圖騰而直接驅(qū)動 EE19 應(yīng)該不是大問題,因為在多個板上應(yīng)用了這個方法都是正常的。它最多是引起功率管增加點熱量,我的散熱器足夠大,這個不是問題。
用于驅(qū)動的脈沖變壓器,次級輸出可看做是交流,正負壓的面積相等,隨著占空比變化,正負峰值也發(fā)生變化,占空比越大,正峰值越小-負峰值越大。而柵極驅(qū)動時,我們希望正峰值穩(wěn)定以確保安全和可靠,負峰值防范柵源過壓擊穿。
在想,可否考慮增添元件,改善柵極驅(qū)動電路,以彌補正負峰值隨占空比變化的不利?
有 C22 時驅(qū)動變壓器工作在交流變壓器狀態(tài),從我觀察的波形來看正如你所說,占空比越大負峰值越大。
但有個怪異的情況,正峰值沒變小。無論芯片輸出占空比是多少,次級波形總是 50% 占空比的波形,但正脈沖部分是個階梯波。例如假設(shè)芯片輸出脈沖占空比為 20%,脈沖電壓為 7V,那么次級正脈沖 0-20% 部分電壓為 7V、20-50%部分大約 4V、50-100%部分為 -4V。差不多就是這樣。
無 C22 時驅(qū)動變壓器工作在正激變換器狀態(tài)(雙向),次級波形大致與初級相同,關(guān)斷部分有很小的一個負壓。
驅(qū)動變壓器的電感量要大些,改用磁導(dǎo)率大的磁芯可以降低驅(qū)動電流要求。最好用磁環(huán)。
驅(qū)動變壓器的結(jié)構(gòu)對驅(qū)動波形的好壞有較大影響,用三明治打法會好些,如:
1/2Np:Ns1//Ns2:1/2Np
那么 C10 和 R30 的值應(yīng)該選擇多大呢?
如果 R30 用我電路里的 33 歐,我怕 C10 上存不了多少電壓,那它的自舉作用就不大了。畢竟初級的隔直電容在脈沖輸出期間存不了多少電量,僅稍大于 MOS 的柵電容電量。在脈沖關(guān)斷期間,這些電量以負脈沖傳輸?shù)酱渭?,那?D12 和 R30 組成的負載已經(jīng)消耗掉大部分這些電量,在 C10 上應(yīng)該存不了多少。
另外 Q6 應(yīng)該選擇什么型號?Q6 的 E 極直連柵極,中間沒有柵電阻,柵電容的電量要全部在 Q6 內(nèi)消耗掉,如果 Q6 容量太小,我怕它不耐用。