反激式开关电源

一、简单了解反激开关电源如上为本次学习的电路图其中IC芯片不是CR6885而是SF1530且X电容应该放到共模电感的前面上图为正半周期时电路回路上图为负半周期电路回路经过整流滤波后把交流的AC电压转为310V的DC电压310V的DC电压经过三个390K的电阻给C9电容充电当C9电容达到15V后满足驱动芯片所需的电压。2.启动电路310伏给C9充电最终不是会充到310伏嘛这回C9和芯片不会炸掉不会充到310V因为启动电阻大(三个390K电阻串联)限制了充电电流充电电流小等电容电压充到芯片的启动电压后芯片开始工作芯片工作电流大于电容充电电流电容放电在达到芯片关断电压前变压器开始工作让辅助绕组持续给芯片供电而进入稳态 注意VCC引脚内部有36V稳压管保护该芯片10.VCC供电电路原本在2.中不是已经提供15伏给芯片供电了嘛这时为什么还要加一个VCC供电电路怎么个稳定电压法启动电路的电流满足不了芯片的工作电流开关电源刚启动时启动电路给芯片供电芯片起振让MOS导通后启动电阻那条路相当于被短路电流不会从那边流过依靠变压器的副边绕组专门为芯片供电的绕组来提供持续、足够的电流保证芯片稳定工作。R16的作用是产生锯齿波IC芯片的开关频率取决于R16的阻值具体公式为当IC得电后开始振荡输出一个脉冲PWM波形当GATE信号为高电平的时候会给Q1的GS直接的寄生电容充电且Q1会导通既然Q1导通那么310V的DC电压会经过如上图的电路回到PGND此时初级电感为上正下负为电感充电MOS管开关导通R18电阻上面就会分得一定的电压经过R17和C8的RC滤波电路将电压信号反馈给IC的SENSE引脚该引脚可以进行电流检测。因此该电路可以用于电流反馈OCP电路即过功率保护电路当功率大于某一设定值IC会切断MOS管的控制当GATE引脚信号为低电平的时候MOS管关闭GS寄生电容放电流过R10和D4(R12也流过但是电流很小主要流过R10和D4)然后经过IC的GATE和GND流到R18最后流回寄生电容MOS管关断的瞬间MOS管相当于一个电容即Cds电容变压器的漏感和Cds电容串联瞬间形成一个很高脉冲mos管断开因为电感电流不能突变原边电感会瞬间产生一个反向电动势即下正上负(这个尖峰应该就是瞬间的反向电动势产生的)因为此时电感下正上负电流流过D2给C3充电吸收尖峰此时C3电容为下正上负当尖峰过了之后C3电容放电给R3为下一次吸收尖峰做准备由前面知道MOS管关闭电感产生反向电动势为下正上负由于原副边电感同名端不一致此时副边的电压为上正下负经过C5和C4滤波输出当输出刚刚建立起电压之后他是不稳定的存在尖峰7.输出整流滤波电路D1上并的那电阻电容是干啥用的?(吸收哪里的尖峰脉冲呢?)答吸收副边电感的漏感产生的尖峰电压该电压会给电容充电电容通过电阻放电为了让输出稳定我们引入负反馈在输出整流滤波电路引出一条支路该支路又分为两条一路给到光耦和TL431另一条为R11和R19构成的分压电路形成一个比较电压与TL431内部的基准电压比较。此电路为光耦副边反馈电路若输出的电压变化会导致光耦变亮或者变暗。给到光耦原边反馈电路光耦的亮灭会导致光耦的电阻变化给到IC的FB引脚调节GATE引脚输出的PWM进而改变电感的充能和放能时间改变输出的电压大小原边除了作用电压到副边之外还作用到了辅助绕组上经过R20和D3整流后会输出一个15V电压给IC供电使得光耦的原副边反馈电路稳定最后使得输出电压稳定我们来梳理一下为什么光耦可以稳定输出电压当VOUT变大了之后R19得到的电压变大大于2.5V参考电压TL431流过的电流变大相当于TL431内阻变小那么流过光耦的电流也会变大光照变强会导致光耦原边的电阻变小引脚1内部有个上拉电阻因为光耦电阻变小分得的电压变少给到FB的电压减小那么GATW输出的PWM信号的占空比就会变小占空比变小说明Q1MOS管的导通时间变短导通时间变短说明给原边电感充能的时间就变短那么原边给到副边的能量就变少这样输出的电压就会下降起到负反馈的作用。输出电压下降也是同理输出整流滤波电路里R5的作用是什么起到假负载的作用给输出电容放电用的有一些控制芯片若没有假负载在空载时的电压反馈到 pwm控制脚电压会输出不稳定。光耦并联的NC电阻有什么作用给 TL431 提供初始电流加不加这个电阻取决于电源整体设计有些电源不加这个电阻老化负载情况下会出现输出电压降低的情况。二、深入了解反激开关电源电路图这次深入讲解电流内环和电压外环重点了解电压外环当接入市电启动电阻得电给IC供电当IC电压建立起来后他就开始工作工作的第一步就是RT会在内部产生一个锯齿波信号6脚会产生一个PWM信号由于刚开始启动输出还没有建立起电压PWM的脉宽是最宽的因为还没有受控此时变压器储存的能量和泄放能量是最大的因为MOS管此时导通的时间是最长的。变压器的磁场此时也是最大的耦合到后面的电压也是最高的由于输出电压一开始为0当输出的电压慢慢升高到12v时右边的电压外环会建立起一个2.5V的比较电压而这个2.5V电压会和TL431内部的基准电压进行比较当分得的电压超过12V电压过充的时候经过这两个电阻分压电压大于2.5V这个大于2.5V的电压与TL431内部的基准电压信号做差会产生一个误差信号这个误差信号会使得TL431电压下降通过参考电平431可以内部调节稳压值使得光耦的导通的电流加强相当于内阻变小让光照也加强那这个TL431内阻下降的时候它是怎么调节PWM脉宽的宽度的呢当输出电压大于12V的时候R15分得的电压会变大与TL431内部基准电压比较后TL431电压下降光照增强光耦电阻下降分得的电压减少给FB就基准电压下降。看上图的左边中间那张波形图。锯齿波可以理解为把反馈误差信号电压与锯齿波基准电压相比较产生相应的PWM脉宽信号电压。黑线相当于反馈过来的电压红线就表示基准电压。当红高就输出1黑高就输出0这个锯齿波是不会变的当R14确定了之后锯齿波的频率也就确定了。锯齿波也可以理解成一个随时间线性变化的基准信号电压先看上图锯齿波那里绿色横线假如为一开始的FB的基准电压那么此时输出的PWM波形为绿色刷过的PWM波形因为此时FB的基准电压要下降下降到红线位置那么PWM波形就为黑色的波形即输出的高电平时间减少使得电感充电的时间短变压器原边磁场减少副边的磁场也下降电压下降。若原边光耦短路基准电压为0那么PWM的高电平时间会非常非常短那么MOS管就断开电感没有电流流过输出电压为0.在维修过程中我们可以短路这个原边光耦测量此时的输出电压如果此时输出电压为0就代表绿色圈这个部分的电路是正常的若输出为12V代表这部分电路肯定是有问题的若光耦副边短路相当于光耦没有光给到原边电阻很大分得的电压大基准电压也大那么输出的脉宽变宽若开关电源设计的PWM脉宽为0.48那么此时的脉宽就为最大了达到最大后MOS的导通时间就加长耦合到次级线圈的电压就增大输出电压持续增大输出的电压失控超过输出电容的容值会导致电容发送爆炸接下来看一下电流环IC芯片的CS引脚内部电压为1V当RS1的电压大于1v的时候IC内部就会控制误差信号去切割这个锯齿波和前面电压环的黑线红线一样RS1电压高IC的CS引脚内部有个倒向的放大器外面高内部就低相当于红线就低那么输出的高电平时间就低当RS1的电压不超过1V的时候反馈稳定输出电压用的是电压环来控制输出的电压当大于1V的时候才用电流环去保护当副边输出端短路反应最快的就是电流环因为电流环回路最短电流环保护有两种方法①打嗝保护PWM波形高电平就给一下然后检测到短路就关闭给一下就关闭在一个周期内当故障恢复才会回到原来的PWM波形②当短路输出端瞬间会产生大电流检测到大于1V的时候。IC芯片就会内部锁死不工作只有输入端断开再重新接入IC才会重新工作若没有电流环输出端又短路会怎么样输出短路那么R9和R15分压就减少TL431电流减小流过光耦电流减小光照减小电阻增大分得的电压给FB就增大那么GATE就增大占空比增大输出电压但是输出的电压增不大因为已经短路了既然增不大它会想要继续增大一直增大当大的一定程度MOS管会过流过热导致MOS管爆炸