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開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)（一）

來(lái)源：發(fā)布時(shí)間：2019-07-04 點(diǎn)擊量：1563

開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)（一）

開關(guān)電源的原邊反饋（PSR）簡(jiǎn)介，本文就從輔助線圈的用途、不使用輔助線圈是否可行、檢查輸出信息的方法、 PSR輸出電壓計(jì)算、PSR輸出電流計(jì)算等等來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。
●在開關(guān)電源的小功率消費(fèi)類電子應(yīng)用中，開關(guān)電源的反激式電源是主流，因?yàn)榉醇な?/span>開關(guān)電源的非常適合小功率段，同時(shí)天然提供了隔離的效果。
●隔離后，如果要檢測(cè)輸出的情況，需要用隔離元件，比如光耦等，這樣就增加了電源的成本，光耦本身的壽命也會(huì)成為電源的瓶頸，基于此，開發(fā)出了原邊反饋技術(shù)。
-開關(guān)電源的原邊反饋不從輸出直接采樣，而是從初級(jí)線圈采樣，通過(guò)初級(jí)線圈的情況來(lái)計(jì)算次級(jí)線圈的情況，進(jìn)一步推算輸出的情況。
-部分信息難以從初級(jí)線圈直接得到，因此通常還使用一個(gè)輔助線圈，輔助線圈和初級(jí)線圈共地，和次級(jí)隔離輔助線圈的用途
●增加輔助線圈會(huì)增加成本和復(fù)雜度，因此，能讓輔助線圈完成更多的工作，一般輔助線圈都同時(shí)做2件事情：
-反映初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的情況，輔助線圈通過(guò)電阻分壓，將原邊和副邊的電壓情況反映在VSES點(diǎn)，此時(shí)輔助線圈和原邊/副邊構(gòu)成變壓器。和初級(jí)線圈形成一個(gè)反激結(jié)構(gòu)，給開關(guān)電源的IC供電，由于反激結(jié)構(gòu)本身無(wú)法恒壓，因此要加一個(gè)限壓的開關(guān)電源的二極管。
開關(guān)電源的不使用輔助線圈是否可行
●如果不要求輔助線圈供電，那么是否可以用其他檢測(cè)方法，比如在初級(jí)線圈上檢測(cè)來(lái)做原邊反饋？
●理論上是可行的，思路如下：
-在初級(jí)線圈上并聯(lián)一個(gè)高阻支路，對(duì)初級(jí)線圈進(jìn)行采樣，同時(shí)提供開關(guān)電源的TOFF期間初級(jí)線圈的回路。
-考慮到檢測(cè)電壓必須為正，因此有兩種基本形式

開關(guān)電源的檢查輸出信息的方法
●原邊反饋不能得到所有的輸出信息，但可以得到較多的輸出信息。
-不能得到輸出電流信息，但可以得到初級(jí)的電流信息。
-不能直接得到輸出電壓信息，可以通過(guò)輔助繞組來(lái)得到輸出電壓信息。
開關(guān)電源的可檢測(cè)性
●電感兩端電壓太高，檢測(cè)IL和VD很困難，通過(guò)ISES和VSES檢測(cè)；
●考慮到隔離要求，次級(jí)電流和輸出電壓不能直接檢測(cè)，只能通過(guò)其他值計(jì)算出來(lái)。
開關(guān)電源的PSR輸出電壓計(jì)算
●開關(guān)電源的MOS管關(guān)斷后，變壓器中儲(chǔ)存的能量都由次級(jí)和輔助線圈釋放出來(lái)，次級(jí)線圈和輔助線圈形成變壓器，此時(shí)VSES上的電壓為：
●VD和次級(jí)線圈的電流有關(guān)，電流越小，VD越小，電流為0時(shí)，VD為0。
●因此，在去磁點(diǎn)時(shí)刻，VO電壓為：
開關(guān)電源的膝電壓的定義
●當(dāng)流過(guò)次級(jí)二極管的電流為0后，變壓器退磁，此時(shí)VD比VIN高一個(gè)反射電壓，初級(jí)電感和寄生電容形成的LC電路開始震蕩，初級(jí)電感上的電壓將從VD-VIN開始，以正弦方式往下降。
●這樣，在VSES上看到的電壓將呈現(xiàn)出一個(gè)膝蓋狀，因此，將退磁點(diǎn)電壓稱為膝電壓。
因?yàn)檎移鹗键c(diǎn)處的斜率為-1，膝電壓就是電壓斜率從負(fù)載消耗導(dǎo)致的斜率變化到-1的時(shí)刻的電壓。
開關(guān)電源的PSR輸出電流計(jì)算
●開關(guān)電源的MOS管關(guān)斷后，變壓器中儲(chǔ)存的能量都由次級(jí)和輔助線圈釋放出來(lái)，此時(shí)次級(jí)的平均電流為：
●ISND_PK無(wú)法直接測(cè)到，只能由ISES_PK近似換算得到：
●TOFF的測(cè)量也依賴于膝電壓的時(shí)刻，但是需要的不是電壓值，而是膝點(diǎn)的時(shí)刻。電流和電壓檢測(cè)的共同點(diǎn)
●共同之處就是都需要檢測(cè)到膝點(diǎn)。
●對(duì)于電流來(lái)說(shuō)，檢測(cè)到膝點(diǎn)，然后根據(jù)膝點(diǎn)和開關(guān)管斷開的時(shí)刻計(jì)算出TOFF，加上ISES的電流，就能算出平均輸出電流。
●對(duì)于電壓來(lái)說(shuō)，需要檢測(cè)到膝點(diǎn)的電壓，具體的方法就是檢測(cè)到膝點(diǎn)，然后看當(dāng)前時(shí)刻VSES上的電壓，從而根據(jù)匝比得出當(dāng)前時(shí)刻的輸出電壓。
開關(guān)電源的膝點(diǎn)檢測(cè)算法
●有2種檢測(cè)方法，一種是從前往后檢測(cè)，另一種就是從后往前檢測(cè)。
-從前往后檢測(cè)，是通過(guò)延遲，或者是斜率轉(zhuǎn)變的方法來(lái)找到膝點(diǎn)的時(shí)刻。
-從后往前檢測(cè)，是利用膝點(diǎn)后諧振頻率固定的特點(diǎn)，從過(guò)零點(diǎn)反推膝點(diǎn)的位置。

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