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開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)(二)
來源: 發(fā)布時間:2019-07-04 點擊量:1295
開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)(二)
接著上面的介紹吧從開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的各種方法對比、固有的問題來說。
開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的各方法對比
●延遲法,從TOFF開始,延遲一段時間,檢測VSES。
-這個方法可想而知是非常不精確的,因為TOFF的時間變化很大。
●檢測斜率法,檢測VSES的斜率,通過波形分析算法找出膝點。
-這個方法只有在TOFF區(qū)間的斜率和TDEAD區(qū)間的斜率存在明顯差別時才管用,而且由于在TDEAD區(qū)間,振蕩是呈正弦曲線,膝點處不存在斜率轉(zhuǎn)折,必須依靠某種算法來推算出膝點。
●諧振反推法,膝點后,初級電感的諧振會傳到輔助線圈,檢測輔助線圈的過零點可以得知諧振頻率,用過零點的時刻減掉1/4周期,就是膝點。
-這個方法用于測時間恒流還是比較簡單的,用于恒壓時必須將電壓的檢測轉(zhuǎn)變?yōu)闀r間的檢測。
開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的諧振反推法實現(xiàn)恒壓
●諧振后,檢測次級線圈的過零點就能得知諧振周期,因此,當輸出電壓恰好等于參考電壓時,VSES和VREF的交點到過零點的時間TFB也應(yīng)該恰好等于1/4諧振周期TR。如果TFB比TR/4大,說明輸出電壓較低,以VSES和VREF的交點提前了,反之,如果TFB比TR/4小,說明輸出電壓較高,以VSES和VREF的交點推遲了。
-VZC表示過零點閾值,并不是0V,通常為一個非常小的電壓,比如0.125V之類的開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的斜率法和諧振反推法的對比
●注意到開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的斜率法和諧振反推法是優(yōu)缺點互補的:
-如果TOFF和TDEAD期間的斜率差別越大,越適合用斜率法,如果TOFF和TDEAD期間的斜率差別越小,越適合用開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的諧振反推法。
-實際上,開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)TOFF期間的斜率通常很小,噪聲對VSES和VREF交叉點的檢測有很大的影響。
開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的推法,必須有某種消除噪聲的方法。
●使用諧振反推法還要注意一點是,由于膝點前后斜率差別較大,TFB偏大和偏小時,誤差時間TERR=TR/4 –TFB在大于0和小于0的時候具有完全不同的環(huán)路增益。
-斜率越低,輸出電壓變化導(dǎo)致的時間變化差距越大,環(huán)路增益越高,也就是說,當輸出電壓小于基準電壓時,環(huán)路增益高,當輸出電壓大于基準電壓時,環(huán)路增益低。
將開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的PSR技術(shù)用于非隔離拓撲
●通常來說,非隔離拓撲可以直接檢測輸出VO,沒必要使用復(fù)雜的PSR技術(shù)先檢測VSND,然后計算VO,但有一種情況例外:就是需要一個IC同時支持隔離和非隔離的時候。
-從市場的角度來說,隔離和非隔離都是需要的,如果用相同的技術(shù)來解決,無疑可以節(jié)省大量研發(fā)成本。
開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的PSR固有的問題
●檢測的非實時性:每個切換周期,只有一次正確檢測輸出電壓的機會,不能像其他非隔離型拓撲一樣可以隨時隨地的檢測輸出,而且這個輸出電壓的檢測還依賴于開關(guān)電源變壓器的退磁,開關(guān)電源變壓器的退磁點未到來之前,輸出端發(fā)生的任何變化都無法被檢測。
●線纜壓降:能得到電壓只是電容兩端的電壓,而不是負載兩端的電壓,當次級存在明顯的寄生電阻時,檢測到的電壓會明顯偏低。
-去磁點時,流過二極管的電流為0,電容兩端的電壓等于副邊的電壓,但是流過寄生電阻的電流不為0,負載上的電壓要小于檢測到的電壓。
開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的負載突變的問題
●檢測的非實時性主要體現(xiàn)在負載突變時,比如熱插拔。
-在充電器領(lǐng)域,熱插拔是必須支持的,在LED領(lǐng)域,熱插拔也是有必要支持的,很多規(guī)范都要求熱插拔。
-熱插拔包括空載->滿載,和滿載->空載兩種極端情況。
-真實情況下,并不是每次都是滿載,但如果能支持滿載-空載切換,必然可以支持其他切換。
●空->滿的切換會導(dǎo)致輸出跌落,滿->空的切換會導(dǎo)致輸出過沖,要避免這兩種情況,必須使用非線性控制,IC檢測到熱插拔后,立即調(diào)整控制策略。
開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的熱拔
●如果在TOFF區(qū)間,也就是次級輸出時熱拔,相當于次級的負載阻抗突然升高,此時會有個小的電壓突變,隨后所有的能量會在電容上聚集,輸出電壓將升高。
●如果在非TOFF區(qū)間熱拔,除了看不到小的電壓突變,導(dǎo)致的結(jié)果和前面是沒有區(qū)別的。
開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的假負載
●如果不能保證每次都能檢測到且能處理好熱拔,就必須在輸出上加上假負載或穩(wěn)壓管,讓其能承擔(dān)泄放工作。
-假負載一般使用電阻,電阻值要小心選取,過大了泄放效果不好,過小又制造大功耗。
開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的熱插和短路判斷
●熱插時,負載突然變小,輸出電壓會跌落,電源需要輸出更多的能量到次級,但是要區(qū)分熱插和短路。
●開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)不光要區(qū)分熱插和短路,在任何時候都需要判斷是否短路。
-短路時,TOFF時間會變得很短,可以通過檢查TOFF開始到VSES過零點的時間來判斷,或者通過TOFF區(qū)間的斜率來判斷。
-如果輸出不在TOFF期間發(fā)生短路,就得等到下一個TOFF才能檢測到,在短路后,輸出電容會有很大的電流,
這個大電流如果持續(xù)時間過長,導(dǎo)致電容溫升,會對電容的壽命會有一定的影響,所以能盡早的檢測TOFF是很重要的。
-假設(shè)需要一兩個周期才能檢測到短路,是否會對電容壽命產(chǎn)生不利影響,這個目前不清楚。
開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的區(qū)分熱插,短路,開機
●這3者都表現(xiàn)為輸出要吸收大量能量,但三者的處理方法卻不能相同。
-熱插需要穩(wěn)壓,減少跌落的幅度和持續(xù)時間,短路需要識別到,并采取保護措施,而開機則需要控制輸出平穩(wěn)的增加。
●這三者主要的區(qū)別有:
-初始狀態(tài)的不同,熱插的初始狀態(tài)為空載,短路的初始狀態(tài)為任意,開機的初始狀態(tài)為初始態(tài)。
-對輸出的影響不同,由于開機的初始態(tài)輸出為0,開機后輸出表現(xiàn)為增加,另外兩者都表現(xiàn)為減少,所以熱插和短路的區(qū)分更困難一些。
開關(guān)電源的原邊反饋技術(shù)的熱插拔抖動
●在人進行插拔的過程中,端子實際上是抖動著的,會進行快速的碰撞,也就是說,插拔的過程中會有大量的切換。
●如果IC的檢測控制處理不當,很可能會出問題。
-出問題的原因在于空載時,切換頻率已經(jīng)降到非常低了,而滿載時通常要求切換頻率很高,芯片無法在這兩種情況之間快速切換。
——低頻就意味著不可能快速的做某些事情。
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