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工程師自爆開關(guān)電源項(xiàng)目中遇到的問題及解決方法

發(fā)布時(shí)間:2013-03-14 責(zé)任編輯:hedyxing

【導(dǎo)讀】工程師在工作中都會(huì)碰到很多技術(shù)上的問題,或棘手、或容易,但把每個(gè)處理細(xì)節(jié)都記錄下來會(huì)對(duì)以后的工作或同事有很大的參考價(jià)值。本文就是某工程師詳細(xì)記錄了自己在處理一些開關(guān)電源的問題時(shí)遇到的現(xiàn)象及解決辦法,供大家參考和分享。

項(xiàng)目1:某實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)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(hào)的管子,把所有的管子換成同功率等級(jí)的管子。上電之后,輸入電壓較低的時(shí)候,一切正常。當(dāng)輸入電壓較高的時(shí)候,驅(qū)動(dòng)混亂,頻率抖動(dòng)。

解決辦法:把功率管的驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路下,開關(guān)速度會(huì)比較快,導(dǎo)致干擾比較大,在高壓的時(shí)候,干擾大到影響控制電路的工作。

簡(jiǎn)單寫寫幾條:

1、元件焊接要仔細(xì),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(cuò)過橋式整流二極管的方向,直接導(dǎo)致濾波電解電容加了反壓,很危險(xiǎn)。

2、如果調(diào)試中需要飛線,而且是來回信號(hào)線,要把去線和回線絞在一起。因?yàn)槿绻ゾ€和回線,形成包圍面積的話,就相當(dāng)于一個(gè)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(shí)候的濾波也是一樣。

項(xiàng)目2:UC3845雙管正激

現(xiàn)象:兩個(gè)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(cè)是    MOS的參數(shù)不一致導(dǎo)致,把上下管焊下來,交換位置,結(jié)果,還是一樣。看來和MOS無關(guān)。

解決辦法:調(diào)節(jié)兩管驅(qū)動(dòng),讓他們盡量同時(shí)關(guān)斷,情況略有改善,但還是無法平分電壓。

分析:這個(gè)應(yīng)該是兩個(gè)原因引起的,一個(gè)是PCB寄生參數(shù)的不同導(dǎo)致,兩個(gè)位置的管子,DS的實(shí)際電容有差異。另外一個(gè)是,驅(qū)動(dòng)不是很同步關(guān)斷。

項(xiàng)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(jī)的時(shí)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(gè)電阻。將這個(gè)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(gè)電阻,導(dǎo)致啟動(dòng)的時(shí)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(dǎo)致輸出電壓過沖。

項(xiàng)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(duì)。

解決辦法:自作聰明換了其他型號(hào)同等基準(zhǔn)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(jí)別的,所以設(shè)計(jì)時(shí)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(dǎo)致工作不正常。

項(xiàng)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(shí)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(shí)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(shí)候,自藕調(diào)壓器輸出端其實(shí)就直接和輸入端相連了,自然就沒有漏感了。

項(xiàng)目6: UC3845雙管反激

現(xiàn)象:驅(qū)動(dòng)不穩(wěn)定,不停的抖動(dòng),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(dòng)。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(yán)格分開,然后的單點(diǎn)連接。驅(qū)動(dòng)信號(hào)穩(wěn)定,頻率固定,變壓器不叫了。但是可惡的是,傳導(dǎo)居然變差了??赡軅髡f中的頻率抖動(dòng),的確對(duì)傳導(dǎo)有好處。

分析:layout在電源設(shè)計(jì)中很重要,特別是地的布局,功率地和信號(hào)地分開,并且單點(diǎn)接地。就是避免高頻功率電流流過信號(hào)地平面,不然會(huì)干擾控制電路。

IC的地和,MOS的地肯定要嚴(yán)格分開,然后單點(diǎn)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(dú)立形成,然后和信號(hào)地單點(diǎn)接地。這樣,輔助繞組上的高頻電流會(huì)被電容吸收而不至于串到信號(hào)地上去。

項(xiàng)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(jí)功率電路的一根PCB功率走線加粗。該P(yáng)CB走線連接的是倍流整流電路的某一個(gè)電感。偏磁消失~~~~

分析:倍流整流電路有個(gè)特有的問題,就是兩個(gè)電感上的平均電流會(huì)不一致,如果采用電流型控制的話,控制信號(hào)會(huì)保證變壓器初級(jí)的正負(fù)電流峰值相同,那么如果變壓器次級(jí)的正負(fù)電流不一致的話,就會(huì)導(dǎo)致偏磁出現(xiàn)。

而電感平均電流不一致,是因?yàn)閮蓚€(gè)電感的直流阻抗有差異。但實(shí)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(dǎo)致兩個(gè)電感的實(shí)際直流電阻(加上PCB走線的電阻)差異比較大。

項(xiàng)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(fù)載的增大明顯下降。測(cè)量電壓采樣點(diǎn)和輸出腳的電壓差并不大。

解決辦法:在431的基準(zhǔn)腳,和陰極之間并一個(gè)小電容。調(diào)整率立馬變好。

分析:431的基準(zhǔn)腳處受到干擾。

項(xiàng)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(xiàng)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(fù)體二極管的管子

分析:由于同步管的體二極管的反向恢復(fù)時(shí)間太長(zhǎng),導(dǎo)致很大的反向恢復(fù)電流。從而引起劇烈電壓尖峰

項(xiàng)目11:IR1150 PFC

現(xiàn)象:高溫測(cè)試的時(shí)候,MOSFET的殼溫才80度,就炸雞了。先前幾臺(tái),MOS的殼溫到達(dá)110度,都安然無事。

解決辦法:弄出來查原因,是驅(qū)動(dòng)電阻焊錯(cuò)了,本來10R,結(jié)果焊成100R.

分析:驅(qū)動(dòng)電阻太大導(dǎo)致MOS損耗很大,同樣的結(jié)到殼熱阻,大的功耗會(huì)導(dǎo)致大的溫差。雖然殼溫才80度,但實(shí)際結(jié)溫已經(jīng)超過了MOS的承受范圍。

驅(qū)動(dòng)電阻大了,會(huì)造成驅(qū)動(dòng)的功率嚴(yán)重不足,而將管子熱死了!

如果驅(qū)動(dòng)功率足夠大的話,也不會(huì)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(huì)在驅(qū)動(dòng)信號(hào)上線疊加尖峰,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起炸雞,加電阻就是為了衰減這個(gè)振蕩

項(xiàng)目12:L4981 PFC

現(xiàn)象:空載上電,驅(qū)動(dòng)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(xì)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(yuǎn)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(chǎng)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(yuǎn)離這個(gè)點(diǎn)。


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