【導讀】工程師在工作中都會碰到很多技術(shù)上的問題,或棘手、或容易,但把每個處理細節(jié)都記錄下來會對以后的工作或同事有很大的參考價值。本文就是某工程師詳細記錄了自己在處理一些開關(guān)電源的問題時遇到的現(xiàn)象及解決辦法,供大家參考和分享。
項目1:某實驗室一臺電源壞了,拆開一看,UC3875控制的全橋,需要修理。
現(xiàn)象:初步檢查,功率管壞了,由于沒有同型號的管子,把所有的管子換成同功率等級的管子。上電之后,輸入電壓較低的時候,一切正常。當輸入電壓較高的時候,驅(qū)動混亂,頻率抖動。
解決辦法:把功率管的驅(qū)動電阻增大,該現(xiàn)象消失,一切正常,電源修好。
分析:新的管子寄生參數(shù)和舊管不同,在同樣的驅(qū)動電路下,開關(guān)速度會比較快,導致干擾比較大,在高壓的時候,干擾大到影響控制電路的工作。
簡單寫寫幾條:
1、元件焊接要仔細,不能發(fā)生虛焊,虛焊非常要命,而且不容易看出來。方向不能焊反,尤其是二極管的方向。我曾經(jīng)焊錯過橋式整流二極管的方向,直接導致濾波電解電容加了反壓,很危險。
2、如果調(diào)試中需要飛線,而且是來回信號線,要把去線和回線絞在一起。因為如果去線和回線,形成包圍面積的話,就相當于一個天線,很容易串入干擾。
3、母線供電不僅要有大的濾波電容,而且要有高頻濾波電容。輸出時候的濾波也是一樣。
項目2:UC3845雙管正激
現(xiàn)象:兩個管子關(guān)斷之后,DS所承受的電壓非常懸殊,并非理論上的各自一半。猜測是 MOS的參數(shù)不一致導致,把上下管焊下來,交換位置,結(jié)果,還是一樣??磥砗蚆OS無關(guān)。
解決辦法:調(diào)節(jié)兩管驅(qū)動,讓他們盡量同時關(guān)斷,情況略有改善,但還是無法平分電壓。
分析:這個應該是兩個原因引起的,一個是PCB寄生參數(shù)的不同導致,兩個位置的管子,DS的實際電容有差異。另外一個是,驅(qū)動不是很同步關(guān)斷。
項目3:UC3845控制輔助繞組反饋的反激
現(xiàn)象:主路輸出電壓在開機的時候有很大過沖。但是,參與反饋的輔助繞組的電壓并沒有過沖。
解決辦法:為了可調(diào)節(jié)調(diào)整率,輔組繞組上串聯(lián)了一個電阻。將這個電阻的阻值減小,主路輸出過沖明顯減小。
分析:由于反饋采樣的是輔組繞組,而輔組繞組串聯(lián)了一個電阻,導致啟動的時候,輔組繞組的電壓和反饋處的電壓,有壓差,通過變壓器耦合,導致輸出電壓過沖。
項目4:NCP1014, 光藕反饋反激
現(xiàn)象:人家已經(jīng)做過的成熟板子,重新焊了一塊之后,發(fā)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓不對。
解決辦法:自作聰明換了其他型號同等基準的431替換原來的bom中431,換回來就好了。
分析:原先用的是zetex的431,其最小工作電流是uA級別的,所以設計時基本沒考慮最小工作電流。后來替換了TI的431,最小工作電流是1mA,導致工作不正常。
項目5:ICE1PCS01 控制boost PFC
現(xiàn)象:全電壓范圍,用調(diào)壓器調(diào)節(jié)的時候,輸入電流波形都很好,高頻紋波都很小。惟有在220V輸入電壓左右時候,輸入電流的高頻紋波突然變大。大于220V,和小于220V都很小.
解決辦法:用AC souce 就好,任何電壓下高頻紋波都比較大,哈哈。
分析:用的是自耦調(diào)壓器,自藕調(diào)壓是有漏感的,漏感可以把輸入高頻紋波電流濾掉,但是到220V(網(wǎng)壓)的時候,自藕調(diào)壓器輸出端其實就直接和輸入端相連了,自然就沒有漏感了。
項目6: UC3845雙管反激
現(xiàn)象:驅(qū)動不穩(wěn)定,不停的抖動,變壓器滋滋叫。調(diào)節(jié)環(huán)路毫無用處,用示波器察看uc3845振蕩腳的鋸齒波形,發(fā)現(xiàn)鋸齒波的頻率有抖動。UC3845是固定頻率的,看來有干擾了。
解決辦法:把控制電路的地 和 功率地嚴格分開,然后的單點連接。驅(qū)動信號穩(wěn)定,頻率固定,變壓器不叫了。但是可惡的是,傳導居然變差了??赡軅髡f中的頻率抖動,的確對傳導有好處。
分析:layout在電源設計中很重要,特別是地的布局,功率地和信號地分開,并且單點接地。就是避免高頻功率電流流過信號地平面,不然會干擾控制電路。
IC的地和,MOS的地肯定要嚴格分開,然后單點接。
輔助繞組是給IC供電的,所以輔助繞組的濾波電容的地要獨立形成,然后和信號地單點接地。這樣,輔助繞組上的高頻電流會被電容吸收而不至于串到信號地上去。
項目7:UCC3895電流型控制移相控制全橋,加倍流整流
現(xiàn)象:變壓器出現(xiàn)偏磁
解決辦法:把次級功率電路的一根PCB功率走線加粗。該PCB走線連接的是倍流整流電路的某一個電感。偏磁消失~~~~
分析:倍流整流電路有個特有的問題,就是兩個電感上的平均電流會不一致,如果采用電流型控制的話,控制信號會保證變壓器初級的正負電流峰值相同,那么如果變壓器次級的正負電流不一致的話,就會導致偏磁出現(xiàn)。
而電感平均電流不一致,是因為兩個電感的直流阻抗有差異。但實際上,同一批地電感,差別沒那么大,反而連接這些電感的PCB走線差異比較大,導致兩個電感的實際直流電阻(加上PCB走線的電阻)差異比較大。
項目8:431加光藕反饋反激
現(xiàn)象:輸出電壓調(diào)整率很差,電壓隨負載的增大明顯下降。測量電壓采樣點和輸出腳的電壓差并不大。
解決辦法:在431的基準腳,和陰極之間并一個小電容。調(diào)整率立馬變好。
分析:431的基準腳處受到干擾。
項目9:IR1150 boost PFC
現(xiàn)象:開關(guān)頻率為100K,但是輸入居然有1Khz 紋波電流。X電容還吱吱叫。
解決辦法:調(diào)整EMI濾波器參數(shù)。
分析:EMI濾波器自己諧振。
項目10:反激同步整流
現(xiàn)象:同步整流管的電壓尖峰非常高,怎么吸收都不行。
解決辦法:把同步管換成,具有快恢復體二極管的管子
分析:由于同步管的體二極管的反向恢復時間太長,導致很大的反向恢復電流。從而引起劇烈電壓尖峰
項目11:IR1150 PFC
現(xiàn)象:高溫測試的時候,MOSFET的殼溫才80度,就炸雞了。先前幾臺,MOS的殼溫到達110度,都安然無事。
解決辦法:弄出來查原因,是驅(qū)動電阻焊錯了,本來10R,結(jié)果焊成100R.
分析:驅(qū)動電阻太大導致MOS損耗很大,同樣的結(jié)到殼熱阻,大的功耗會導致大的溫差。雖然殼溫才80度,但實際結(jié)溫已經(jīng)超過了MOS的承受范圍。
驅(qū)動電阻大了,會造成驅(qū)動的功率嚴重不足,而將管子熱死了!
如果驅(qū)動功率足夠大的話,也不會炸雞的。
如果PCB走線引起的電感足夠大,將與MOS的GS端的電容Cgs諧振,會在驅(qū)動信號上線疊加尖峰,嚴重時會引起炸雞,加電阻就是為了衰減這個振蕩
項目12:L4981 PFC
現(xiàn)象:空載上電,驅(qū)動亂的不得了,震蕩頻率明顯變化。輸入電壓越高越厲害。開始以為,地線沒布好,PCB割了又割,都是不能解決。
解決辦法:仔細察了一下PCB ,發(fā)現(xiàn)有一根功率線立離控制電路比較近,該功率線連接的是MOSFET的D極。把該功率線隔斷,讓功率電流從遠離控制電路的地方繞過去,沒用。把靠近控制電路的PCB銅線弄成孤島,使之成為死銅,干擾消失。
分析:電場干擾,MOS的D極是dv/dt很大的地方,產(chǎn)生很大的共模干擾。所以控制電路要盡量遠離這個點。