مزود الطاقة التبديلي هو مزود طاقة يستخدم تكنولوجيا الطاقة الحديثة للتحكم في نسبة وقت تشغيل وإيقاف تشغيل الترانزستور التبديلي للحفاظ على جهد خرج ثابت. ويتكون مزود الطاقة التبديلي من التحكم في تعديل عرض النبض (PWM) (ترانزستور أكسيد الفلز شبه الميداني). إن اتجاه تطوير تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة الحديثة يتغير من إلكترونيات الطاقة التقليدية، التي تحل بشكل أساسي المشاكل بتكنولوجيا التردد المنخفض، إلى إلكترونيات الطاقة الحديثة، التي تحل بشكل أساسي المشاكل بتكنولوجيا التردد العالي. في تطبيق تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة الإلكترونية وأنظمة إمدادات الطاقة المختلفة، فإن تكنولوجيا إمدادات الطاقة التحويلية هي في جوهرها. فيما يلي تحليل موجز للصعوبات في تصحيح أخطاء تبديل إمدادات الطاقة للرجوع إليها.
ما هي الصعوبات في تصحيح أخطاء تبديل إمدادات الطاقة؟ الإجابات على الأسئلة الثمانية الأكثر شيوعًا
جدول المحتويات
1. ظاهرة تشبع المحول
عند بدء التشغيل في ظل مدخلات الجهد العالي أو المنخفض (بما في ذلك الحمل الخفيف، والحمل الثقيل، والحمل بالسعة)، وقصر الدائرة الكهربائية، والحمل الديناميكي، ودرجة الحرارة العالية، وما إلى ذلك، سيزداد التيار عبر المحول (وأنبوب التبديل) بشكل غير خطي. عندما تحدث هذه الظاهرة، لا يمكن التنبؤ بقيمة الذروة للتيار والتحكم فيها، مما قد يؤدي إلى الإجهاد الزائد الحالي وما ينتج عنه من تلف الجهد الزائد لأنبوب التبديل.
من السهل إنتاج حالات التشبع:
1) محاثة المحول كبيرة جدًا;
2) عدد قليل جداً من الأدوار;
3) نقطة تشبع تيار المحول أصغر من نقطة الحد الأقصى للتيار في IC;
4) لا يوجد بدء تشغيل ناعم.
الحل:
1) تقليل نقطة الحد الحالي لـ IC;
2) تقوية البداية الناعمة لجعل مغلف التيار عبر المحول يرتفع ببطء أكثر.
2. Vds مرتفع للغاية
متطلبات الإجهاد لـ Vds
في ظل أسوأ الظروف (أعلى جهد دخل، وأقصى حمل، وأعلى درجة حرارة محيطة أو اختبار بدء تشغيل الطاقة أو اختبار الدائرة القصيرة)، يجب ألا تتجاوز القيمة القصوى لـ Vds 90% من المواصفات المقدرة.
طرق لتقليل Vds:
1) تقليل جهد المنصة: تقليل نسبة اللفات الأولية والثانوية للمحول;
2) تقليل ذروة الجهد الكهربائي:
a. تقليل محاثة التسرب.
يقوم محاثة التسرب للمحول بتخزين الطاقة عند تشغيل أنبوب التبديل، وهو السبب الرئيسي لتوليد ذروة الجهد هذه. يمكن أن يؤدي تقليل محاثة التسرب إلى تقليل ذروة الجهد;
b. اضبط دائرة الامتصاص:
① استخدام أنبوب TVS;
② استخدام صمام ثنائي أبطأ، والذي يمكن أن يمتص في حد ذاته كمية معينة من الطاقة (ارتفاع);
③ يمكن أن يؤدي إدخال مقاوم تخميد إلى جعل شكل الموجة أكثر سلاسة ويساعد في تقليل التداخل الكهرومغناطيسي EMI.
3. درجة حرارة IC مرتفعة للغاية
الأسباب والحلول:
1) فقدان MOSFET الداخلي كبير جدًا:
فقدان التحويل كبير جدًا والسعة الطفيلية للمحول كبيرة جدًا، مما يؤدي إلى مساحة تقاطع كبيرة بين تيار تشغيل وإيقاف تشغيل MOSFET وتيار إيقاف التشغيل وVds. الحل: قم بزيادة المسافة بين لفات المحول لتقليل السعة البينية. تمامًا كما هو الحال عندما يتم لف اللفات في طبقات متعددة، أضف طبقة من الشريط العازل (العزل بين الطبقات) بين الطبقات.
2) ضعف تبديد الحرارة:
يتم توصيل جزء كبير من حرارة IC إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور والرقائق النحاسية الموجودة عليه من خلال المسامير. يجب زيادة مساحة الرقاقة النحاسية قدر الإمكان واستخدام المزيد من اللحام.
3) درجة حرارة الهواء حول IC مرتفعة للغاية:
يجب أن يكون IC في مكان يتدفق فيه الهواء بسلاسة ويجب أن يبقى بعيداً عن الأجزاء شديدة السخونة.
4. تعذر بدء التشغيل في حالة عدم وجود حمولة أو حمولة خفيفة
الظاهرة
لا يمكن أن يبدأ التشغيل عند عدم وجود حمل أو حمل خفيف، ويقفز Vcc بشكل متكرر ذهابًا وإيابًا من جهد بدء التشغيل وجهد إيقاف التشغيل.
السبب:
في حالة عدم التحميل أو الحمل الخفيف، يكون الجهد المستحث لملف VCC منخفضًا جدًا ويدخل في حالة إعادة التشغيل المتكرر.
الحل:
قم بزيادة عدد لفات لفات لف VCC، وقلل المقاوم المحدد لتيار VCC، وأضف حمولة وهمية بشكل مناسب. إذا قمت بزيادة عدد لفات لفات لف Vcc وتقليل المقاوم المحدد لتيار Vcc، يصبح Vcc مرتفعًا جدًا تحت الحمل الثقيل. يرجى الرجوع إلى طريقة تثبيت Vcc.
5. لا يمكن إعادة التحميل بعد بدء التشغيل
الأسباب والحلول:
1) VCC مرتفع جدًا أثناء الحمل الثقيل
في ظل الحمل الثقيل، يكون الجهد المستحث للملف VCC مرتفعًا، مما يتسبب في ارتفاع الجهد الكهربي بشكل كبير جدًا ويصل إلى نقطة OVP للدائرة المتكاملة مما يؤدي إلى تشغيل حماية الجهد الزائد للدائرة المتكاملة، مما يؤدي إلى عدم وجود خرج. إذا ارتفع الجهد أكثر من ذلك وتجاوز قدرة IC على تحمله، فسوف يتلف IC.
2) يتم تشغيل حد التيار الداخلي
a. نقطة الحد الحالي منخفضة للغاية
في ظل الحمل الثقيل أو الحمل السعوي، إذا كانت نقطة الحد من التيار منخفضة جداً، فإن التيار المتدفق عبر MOSFET سيكون محدوداً وغير كافٍ، مما يؤدي إلى عدم كفاية الخرج. الحل هو زيادة مقاومة دبوس الحد من التيار ورفع نقطة الحد من التيار.
b. المنحدر الصاعد الحالي كبير للغاية
إذا كان المنحدر الصاعد كبيرًا جدًا، فستكون قيمة الذروة للتيار أكبر، مما سيؤدي بسهولة إلى تشغيل الحماية الداخلية المحدِّدة للتيار. الحل هو زيادة الحث دون تشبع المحول.
6. طاقة المدخلات الاحتياطية العالية
الظاهرة
Vcc غير كافٍ عند عدم وجود حمل أو حمل خفيف. سيؤدي هذا الوضع إلى أن تكون طاقة الإدخال عالية جدًا وأن يكون تموج الخرج كبيرًا جدًا في حالة عدم وجود حمل أو حمل خفيف.
السبب:
والسبب في أن طاقة الإدخال عالية جدًا هو أنه عندما يكون Vcc غير كافٍ، يدخل IC في حالة بدء تشغيل متكررة ويتطلب في كثير من الأحيان جهدًا عاليًا لشحن مكثف Vcc، مما يتسبب في خسائر في دائرة بدء التشغيل. إذا كان هناك مقاوم في السلسلة بين دبوس بدء التشغيل والجهد العالي، فإن استهلاك الطاقة على المقاوم سيكون أكبر في هذا الوقت، لذا يجب أن يكون مستوى طاقة مقاوم بدء التشغيل كافياً. لم تدخل الدائرة المتكاملة للطاقة في وضع الاندفاع أو دخلت في وضع الاندفاع، لكن تردد الاندفاع مرتفع جدًا، وأوقات التحويل كثيرة جدًا، وفقدان التحويل كبير جدًا.
الحل:
اضبط معلمات التغذية الراجعة لتقليل سرعة التغذية الراجعة.
7. طاقة الدائرة القصيرة كبيرة جداً
الظاهرة
عندما يكون الخرج قصير الدائرة، تكون طاقة الدخل كبيرة جدًا ويكون Vds مرتفعًا جدًا.
السبب:
عندما يكون الخرج قصير الدائرة، يكون هناك العديد من النبضات المتكررة وتكون قيمة الذروة لتيار المفتاح كبيرة جدًا. يتسبب هذا في أن تكون طاقة الدخل كبيرة جدًا وأن يخزن تيار المفتاح طاقة كبيرة جدًا في محاثة التسرب، مما يتسبب في ارتفاع Vds عند إيقاف تشغيل المفتاح. هناك احتمالان لتوقف المفتاح عن العمل عند قصر دائرة الخرج:
1) يمكن أن يؤدي تشغيل OCP إلى إيقاف إجراء التبديل على الفور
a. قم بتشغيل OCP لدبوس التغذية الراجعة;
b. يتوقف إجراء التبديل;
ج.ينخفض VCC إلى جهد إيقاف تشغيل IC;
د.يرتفع Vcc إلى جهد بدء تشغيل IC مرة أخرى ويعاد تشغيله.
2) تشغيل حد التيار الداخلي
عندما يحدث هذا، تكون دورة التشغيل المتاحة محدودة، ويتم إيقاف عمل التبديل بالاعتماد على انخفاض Vcc إلى الحد الأدنى لـ UVLO. ومع ذلك، يكون وقت انخفاض Vcc أطول، أي يتم الحفاظ على حركة التبديل لفترة أطول، وتكون طاقة الإدخال أكبر.
a. تشغيل حد التيار الداخلي، دورة التشغيل محدودة;
ب- ينخفض Vcc إلى جهد إيقاف تشغيل IC;
c. يتوقف إجراء التبديل;
د.يرتفع Vcc إلى جهد بدء تشغيل IC مرة أخرى ويعاد تشغيله.
8. انتعاش الناتج في حالة عدم التحميل والحمل الخفيف
الظاهرة
عندما يكون الخرج غير محمّل أو محمّلًا تحميلًا خفيفًا وجهد الدخل متوقف، قد يكون للخرج (مثل 5 فولت) شكل موجة ارتداد الجهد كما هو موضح في الشكل أدناه.
السبب:
عند إيقاف تشغيل الإدخال، سينخفض خرج 5 فولت، وسينخفض Vcc أيضًا، وسيتوقف IC عن العمل. ومع ذلك، عندما لا يكون هناك حمل أو حمل خفيف، لا يمكن أن ينخفض جهد مكثف إمداد طاقة الكمبيوتر الضخم بسرعة، ولا يزال بإمكانه توفير جهد كبير إلى دبوس بدء التشغيل عالي الجهد. يتسبب التيار في إعادة تشغيل IC، ويتم إخراج 5 فولت مرة أخرى، ويرتد.
الحل:
قم بإدخال مقاوم أكبر للحد من التيار على التوالي مع دبوس بدء التشغيل، بحيث عندما ينخفض جهد المكثف الكبير إلى مستوى مرتفع نسبيًا، لا يكون كافيًا لتوفير تيار بدء تشغيل كافٍ للدائرة المتكاملة. قم بتوصيل بدء التشغيل قبل جسر المقوم، ولن يتأثر بدء التشغيل بجهد المكثف الكبير. عند إيقاف تشغيل جهد الدخل، يمكن أن ينخفض جهد دبوس بدء التشغيل بسرعة.
