开关电源,又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源,而输出多半是需要直流电源的设备,例如个人电脑,而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。下面我来介绍几种开关电源调试会碰到的问题及解决办法。
容易产生饱和的情况:
2)圈数太少;
3)变压器的饱和电流点比IC的最大限流点小;
4)没有软启动。
1)降低IC的限流点;
2)加强软启动,使通过变压器的电流包络更缓慢上升。
2)减小尖峰电压:
b.调整吸收电路:
② 使用较慢速的二极管,其本身可以吸收一定的能量(尖峰);
③ 插入阻尼电阻可以使得波形更加平滑,利于减小EMI。
1)内部的MOSFET损耗太大:
开关损耗太大,变压器的寄生电容太大,造成MOSFET的开通、关断电流与Vds的交叉面积大。解决办法:增加变压器绕组的距离,以减小层间电容,如同绕组分多层绕制时,层间加入一层绝缘胶带(层间绝缘) 。
2)散热不良:
IC的很大一部分热量依靠引脚导到PCB及其上的铜箔,应尽量增加铜箔的面积并上更多的焊锡
3)IC周围空气温度太高:
IC应处于空气流动畅顺的地方,应远离零件温度太高的零件。
空载、轻载不能启动,Vcc反复从启动电压和关断电压来回跳动。
原因及解决办法:
1)Vcc在重载时过高
重载时,Vcc绕组感应电压较高,使Vcc过高并达到IC的OVP点时,将触发IC的过压保护,引起无输出。如果电压进一步升高,超过IC的承受能力,IC将会损坏。
a.限流点太低
重载、容性负载时,如果限流点太低,流过MOSFET的电流被限制而不足,使得输出不足。解决办法是增大限流脚电阻,提高限流点。
b.电流上升斜率太大
上升斜率太大,电流的峰值会更大,容易触发内部限流保护。解决办法是在不使变压器饱和的前提下提高感量。
现象:
Vcc在空载、轻载时不足。这种情况会造成空载、轻载时输入功率过高,输出纹波过大。
调节反馈参数,使得反馈速度降低。
现象:
输出短路时,输入功率太大,Vds过高。
原因:
输出短路时,重复脉冲多,同时开关管电流峰值很大,造成输入功率太大过大的开关管电流在漏感上存储过大的能量,开关管关断时引起Vds高。输出短路时有两种可能引起开关管停止工作:
1)触发OCP这种方式可以使开关动作立即停止
a.触发反馈脚的OCP;
b.开关动作停止;
c.Vcc下降到IC关闭电压;
d.Vcc重新上升到IC启动电压,而重新启动。
2)触发内部限流
这种方式发生时,限制可占空比,依靠Vcc下降到UVLO下限而停止开关动作,而Vcc下降的时间较长,即开关动作维持较长时间,输入功率将较大。
a.触发内部限流,占空比受限;
b.Vcc下降到IC关闭电压;
c.开关动作停止;
d.Vcc重新上升到IC启动电压,而重新启动。
在输出空载或轻载时,关闭输入电压,输出(如5V)可能会出现如下图所示的电压反跳的波形。
原因:
输入关掉时,5V输出将会下降,Vcc也跟着下降,IC停止工作,但是空载或轻载时,巨大的PC电源大电容电压并不能快速下降,仍然能够给高压启动脚提供较大的电流使得IC重新启动,5V又重新输出,反跳。
很多未进行过开关电源调试的工程师会对它产生一定的畏惧心理,比如担心开关电源的干扰问题,开关电源的各种异常现象等。其实只要了解了,一步步排除问题,开关电源调试还是非常方便的。