De schakelende voeding is een voeding die moderne voedingstechnologie gebruikt om de in- en uitschakeltijd van de schakelende transistor te regelen om een stabiele uitgangsspanning te behouden. De schakelende voeding is samengesteld uit pulsbreedtemodulatie (PWM)-besturing (metaaloxide-halfveldeffecttransistor). De ontwikkelingsrichting van moderne vermogenselektronica verandert van traditionele vermogenselektronica, die voornamelijk problemen oplost met laagfrequente technologie, naar moderne vermogenselektronica, die voornamelijk problemen oplost met hoogfrequente technologie. Bij de toepassing van vermogenselektronica en verschillende voedingssystemen staat de schakelende voedingstechnologie centraal. Hieronder volgt een korte analyse van de moeilijkheden bij het debuggen van schakelende voedingen.
Wat zijn de moeilijkheden bij het debuggen van schakelende voedingen? Antwoorden op de acht meest gestelde vragen
Inhoudsopgave
1. Transformatorverzadigingsfenomeen
Bij het opstarten onder hoge of lage spanningsingang (inclusief lichte belasting, zware belasting, capacitieve belasting), kortsluiting aan de uitgang, dynamische belasting, hoge temperatuur, enz. zal de stroom door de transformator (en de schakelbuis) niet-lineair toenemen. Wanneer dit fenomeen zich voordoet, kan de piekwaarde van de stroom niet worden voorspeld en beheerst, wat kan leiden tot overbelasting van de stroom en daaruit voortvloeiende overspanningsschade aan de schakelbuis.
Het is gemakkelijk om verzadigingssituaties te creëren:
1) De inductie van de transformator is te groot;
2) Te weinig bochten;
3) Het verzadigingsstroompunt van de transformator is kleiner dan het maximale stroomgrenspunt van het IC;
4) Geen zachte start.
Oplossing:
1) Verlaag het stroomgrenspunt van het IC;
2) Versterk de zachte start om de stroomomhullende door de transformator langzamer te laten stijgen.
2. Vds is te hoog
Spanningsvereisten voor Vds:
Onder de slechtste omstandigheden (hoogste ingangsspanning, maximale belasting, hoogste omgevingstemperatuur, opstarten of kortsluitingstest) mag de maximale waarde van Vds niet hoger zijn dan 90% van de nominale specificaties.
Manieren om Vds te verlagen:
1) Verlaag de platformspanning: Verlaag de verhouding van primaire en secundaire beurten van de transformator;
2) Verminder de piekspanning:
a. Verminder de lekinductantie.
De lekinductantie van de transformator slaat energie op wanneer de schakelbuis wordt ingeschakeld, wat de belangrijkste reden is voor het genereren van deze piekspanning. Vermindering van de lekinductantie kan de piekspanning verlagen;
b. Pas het absorptiecircuit aan:
① Gebruik een TVS-buis;
② Gebruik een langzamere diode, die zelf een bepaalde hoeveelheid energie kan absorberen (piek);
③ Het toevoegen van een dempweerstand kan de golfvorm vloeiender maken en EMI helpen verminderen.
3. IC-temperatuur is te hoog
Oorzaken en oplossingen:
1) Het interne MOSFET-verlies is te groot:
Het schakelverlies is te groot en de parasitaire capaciteit van de transformator is te groot, wat resulteert in een groot kruisgebied tussen de in- en uitschakelstroom van de MOSFET en Vds. Oplossing: Vergroot de afstand tussen de transformatorwikkelingen om de capaciteit tussen de lagen te verminderen. Net als wanneer de wikkelingen in meerdere lagen worden gewikkeld, voeg je een laag isolatietape (tussenlaagisolatie) toe tussen de lagen.
2) Slechte warmteafvoer:
Een groot deel van de warmte van het IC wordt via de pennen naar de printplaat en de koperfolie erop geleid. Het oppervlak van de koperfolie moet zoveel mogelijk worden vergroot en er moet meer soldeer worden aangebracht.
3) De luchttemperatuur rond het IC is te hoog:
De IC moet op een plaats staan met een goede luchtstroom en moet uit de buurt worden gehouden van onderdelen die te heet zijn.
4. Kan niet starten bij geen of lichte belasting
Fenomeen:
Hij kan niet starten bij geen of lichte belasting en Vcc springt herhaaldelijk heen en weer tussen de opstartspanning en de uitschakelspanning.
reden:
Bij nullast of lichte belasting is de geïnduceerde spanning van de Vcc-wikkeling te laag en komt deze in een herhaalde herstarttoestand.
Oplossing:
Verhoog het aantal windingen van de Vcc-wikkeling, verlaag de Vcc-stroombegrenzingsweerstand en voeg een passende dummybelasting toe. Als je het aantal Vcc-wikkelingen verhoogt en de Vcc-stroombegrenzingsweerstand verlaagt, wordt Vcc te hoog onder zware belasting. Raadpleeg de methode om Vcc te stabiliseren.
5. Kan niet opnieuw laden na opstarten
Oorzaken en oplossingen:
1) Vcc is te hoog tijdens zware belasting
Onder zware belasting is de geïnduceerde spanning van de Vcc-wikkeling hoog, waardoor Vcc te hoog wordt en het OVP-punt van het IC bereikt. Als de spanning verder stijgt en het vermogen van het IC om deze te weerstaan overschrijdt, raakt het IC beschadigd.
2) Interne stroomlimiet wordt geactiveerd
a. Het stroomgrenspunt is te laag
Onder zware belasting of capacitieve belasting, als het stroombegrenzingspunt te laag is, zal de stroom die door de MOSFET vloeit beperkt en onvoldoende zijn, wat resulteert in onvoldoende uitvoer. De oplossing is om de weerstand van de stroombegrenzingspen te verhogen en het stroombegrenzingspunt te verhogen.
b. De huidige stijgende helling is te groot
Als de stijgende curve te groot is, zal de piekwaarde van de stroom groter zijn, waardoor de interne stroombegrenzingsbeveiliging gemakkelijk in werking treedt. De oplossing is om de inductantie te verhogen zonder de transformator te verzadigen.
6. Hoog stand-by ingangsvermogen
Fenomeen:
Vcc is onvoldoende bij geen of lichte belasting. In deze situatie zal het ingangsvermogen te hoog zijn en de uitgangsrimpel te groot bij geen of lichte belasting.
reden:
De reden waarom het ingangsvermogen te hoog is, is dat wanneer Vcc onvoldoende is, het IC in een herhaalde opstarttoestand komt en vaak een hoge spanning nodig heeft om de Vcc-condensator op te laden, waardoor er verliezen optreden in het opstartcircuit. Als er een weerstand in serie staat tussen de opstartpin en de hoge spanning, zal het stroomverbruik op de weerstand op dit moment groter zijn, dus het vermogensniveau van de opstartweerstand moet voldoende zijn. De voedings-IC is niet in de Burst-modus of is wel in de Burst-modus, maar de Burst-frequentie is te hoog, de schakeltijden zijn te lang en het schakelverlies is te groot.
Oplossing:
Pas de feedbackparameters aan om de feedbacksnelheid te verlagen.
7. Kortsluitvermogen is te groot
Fenomeen:
Als de uitgang wordt kortgesloten, is het ingangsvermogen te groot en Vds te hoog.
reden:
Wanneer de uitgang wordt kortgesloten, zijn er veel herhalende pulsen en is de piekwaarde van de schakelstroom erg groot. Hierdoor is het ingangsvermogen te groot en slaat de schakelstroom te veel energie op in de lekinductantie, waardoor Vds hoog is wanneer de schakelaar wordt uitgeschakeld. Er zijn twee mogelijkheden om de schakelaar te laten stoppen met werken wanneer de uitgang wordt kortgesloten:
1) Het activeren van OCP kan de schakelactie onmiddellijk stoppen
a. Activeer de OCP van de feedbackpen;
b. De wisselactie stopt;
c.Vcc daalt naar de uitschakelspanning van het IC;
d.Vcc stijgt weer naar de opstartspanning van het IC en start opnieuw op.
2) Interne stroomlimiet activeren
Wanneer dit gebeurt, is de beschikbare activiteitscyclus beperkt en wordt de schakelactie gestopt door te vertrouwen op Vcc om te dalen tot de UVLO-ondergrens. De Vcc-dalingstijd is echter langer, d.w.z. de schakelactie wordt langer aangehouden en het ingangsvermogen zal groter zijn.
a. Trigger interne stroomlimiet, duty cycle is beperkt;
b.Vcc daalt tot de uitschakelspanning van het IC;
c. De wisselactie stopt;
d.Vcc stijgt weer naar de opstartspanning van het IC en start opnieuw op.
8. Uitgangsweerstand bij nullast en lichte belasting
Fenomeen:
Wanneer de uitgang onbelast of lichtbelast is en de ingangsspanning is uitgeschakeld, kan de uitgang (zoals 5V) een golfvorm hebben zoals in de onderstaande figuur.
reden:
Als de ingang wordt uitgeschakeld, daalt de 5V-uitgang, daalt ook Vcc en stopt het IC met werken. Wanneer er echter geen of een lichte belasting is, kan de spanning van de enorme PC-voedingscondensator niet snel dalen en kan deze nog steeds een grote spanning leveren aan de hoogspanningsstartpen. De stroom zorgt ervoor dat het IC opnieuw opstart, 5V wordt weer uitgegeven en stuitert.
Oplossing:
Plaats een grotere stroombegrenzende weerstand in serie met de opstartpen, zodat wanneer de spanning van de grote condensator naar een relatief hoog niveau daalt, deze niet voldoende is om het IC van voldoende opstartstroom te voorzien. Sluit de opstartpen aan vóór de gelijkrichterbrug en het opstarten wordt niet beïnvloed door de spanning van de grote condensator. Wanneer de ingangsspanning wordt uitgeschakeld, kan de spanning op de opstartpin snel dalen.
