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工程師自爆開(kāi)關(guān)電源項目中遇到的問(wèn)題及解決方法

發(fā)布時(shí)間:2013-03-14 責任編輯:hedyxing

【導讀】工程師在工作中都會(huì )碰到很多技術(shù)上的問(wèn)題,或棘手、或容易,但把每個(gè)處理細節都記錄下來(lái)會(huì )對以后的工作或同事有很大的參考價(jià)值。本文就是某工程師詳細記錄了自己在處理一些開(kāi)關(guān)電源的問(wèn)題時(shí)遇到的現象及解決辦法,供大家參考和分享。

項目1:某實(shí)驗室一臺電源壞了,拆開(kāi)一看,UC3875控制的全橋,需要修理。

現象:初步檢查,功率管壞了,由于沒(méi)有同型號的管子,把所有的管子換成同功率等級的管子。上電之后,輸入電壓較低的時(shí)候,一切正常。當輸入電壓較高的時(shí)候,驅動(dòng)混亂,頻率抖動(dòng)。

解決辦法:把功率管的驅動(dòng)電阻增大,該現象消失,一切正常,電源修好。

分析:新的管子寄生參數和舊管不同,在同樣的驅動(dòng)電路下,開(kāi)關(guān)速度會(huì )比較快,導致干擾比較大,在高壓的時(shí)候,干擾大到影響控制電路的工作。

簡(jiǎn)單寫(xiě)寫(xiě)幾條:

1、元件焊接要仔細,不能發(fā)生虛焊,虛焊非常要命,而且不容易看出來(lái)。方向不能焊反,尤其是二極管的方向。我曾經(jīng)焊錯過(guò)橋式整流二極管的方向,直接導致濾波電解電容加了反壓,很危險。

2、如果調試中需要飛線(xiàn),而且是來(lái)回信號線(xiàn),要把去線(xiàn)和回線(xiàn)絞在一起。因為如果去線(xiàn)和回線(xiàn),形成包圍面積的話(huà),就相當于一個(gè)天線(xiàn),很容易串入干擾。

3、母線(xiàn)供電不僅要有大的濾波電容,而且要有高頻濾波電容。輸出時(shí)候的濾波也是一樣。

項目2:UC3845雙管正激

現象:兩個(gè)管子關(guān)斷之后,DS所承受的電壓非常懸殊,并非理論上的各自一半。猜測是    MOS的參數不一致導致,把上下管焊下來(lái),交換位置,結果,還是一樣??磥?lái)和MOS無(wú)關(guān)。

解決辦法:調節兩管驅動(dòng),讓他們盡量同時(shí)關(guān)斷,情況略有改善,但還是無(wú)法平分電壓。

分析:這個(gè)應該是兩個(gè)原因引起的,一個(gè)是PCB寄生參數的不同導致,兩個(gè)位置的管子,DS的實(shí)際電容有差異。另外一個(gè)是,驅動(dòng)不是很同步關(guān)斷。

項目3:UC3845控制輔助繞組反饋的反激

現象:主路輸出電壓在開(kāi)機的時(shí)候有很大過(guò)沖。但是,參與反饋的輔助繞組的電壓并沒(méi)有過(guò)沖。

解決辦法:為了可調節調整率,輔組繞組上串聯(lián)了一個(gè)電阻。將這個(gè)電阻的阻值減小,主路輸出過(guò)沖明顯減小。

分析:由于反饋采樣的是輔組繞組,而輔組繞組串聯(lián)了一個(gè)電阻,導致啟動(dòng)的時(shí)候,輔組繞組的電壓和反饋處的電壓,有壓差,通過(guò)變壓器耦合,導致輸出電壓過(guò)沖。

項目4:NCP1014, 光藕反饋反激

現象:人家已經(jīng)做過(guò)的成熟板子,重新焊了一塊之后,發(fā)現輸出穩壓不對。

解決辦法:自作聰明換了其他型號同等基準的431替換原來(lái)的bom中431,換回來(lái)就好了。

分析:原先用的是zetex的431,其最小工作電流是uA級別的,所以設計時(shí)基本沒(méi)考慮最小工作電流。后來(lái)替換了TI的431,最小工作電流是1mA,導致工作不正常。

項目5:ICE1PCS01 控制boost  PFC

現象:全電壓范圍,用調壓器調節的時(shí)候,輸入電流波形都很好,高頻紋波都很小。惟有在220V輸入電壓左右時(shí)候,輸入電流的高頻紋波突然變大。大于220V,和小于220V都很小.

解決辦法:用AC souce 就好,任何電壓下高頻紋波都比較大,哈哈。

分析:用的是自耦調壓器,自藕調壓是有漏感的,漏感可以把輸入高頻紋波電流濾掉,但是到220V(網(wǎng)壓)的時(shí)候,自藕調壓器輸出端其實(shí)就直接和輸入端相連了,自然就沒(méi)有漏感了。

項目6: UC3845雙管反激

現象:驅動(dòng)不穩定,不停的抖動(dòng),變壓器滋滋叫。調節環(huán)路毫無(wú)用處,用示波器察看uc3845振蕩腳的鋸齒波形,發(fā)現鋸齒波的頻率有抖動(dòng)。UC3845是固定頻率的,看來(lái)有干擾了。

解決辦法:把控制電路的地 和 功率地嚴格分開(kāi),然后的單點(diǎn)連接。驅動(dòng)信號穩定,頻率固定,變壓器不叫了。但是可惡的是,傳導居然變差了??赡軅髡f(shuō)中的頻率抖動(dòng),的確對傳導有好處。

分析:layout在電源設計中很重要,特別是地的布局,功率地和信號地分開(kāi),并且單點(diǎn)接地。就是避免高頻功率電流流過(guò)信號地平面,不然會(huì )干擾控制電路。

IC的地和,MOS的地肯定要嚴格分開(kāi),然后單點(diǎn)接。

輔助繞組是給IC供電的,所以輔助繞組的濾波電容的地要獨立形成,然后和信號地單點(diǎn)接地。這樣,輔助繞組上的高頻電流會(huì )被電容吸收而不至于串到信號地上去。

項目7:UCC3895電流型控制移相控制全橋,加倍流整流

現象:變壓器出現偏磁

解決辦法:把次級功率電路的一根PCB功率走線(xiàn)加粗。該PCB走線(xiàn)連接的是倍流整流電路的某一個(gè)電感。偏磁消失~~~~

分析:倍流整流電路有個(gè)特有的問(wèn)題,就是兩個(gè)電感上的平均電流會(huì )不一致,如果采用電流型控制的話(huà),控制信號會(huì )保證變壓器初級的正負電流峰值相同,那么如果變壓器次級的正負電流不一致的話(huà),就會(huì )導致偏磁出現。

而電感平均電流不一致,是因為兩個(gè)電感的直流阻抗有差異。但實(shí)際上,同一批地電感,差別沒(méi)那么大,反而連接這些電感的PCB走線(xiàn)差異比較大,導致兩個(gè)電感的實(shí)際直流電阻(加上PCB走線(xiàn)的電阻)差異比較大。

項目8:431加光藕反饋反激

現象:輸出電壓調整率很差,電壓隨負載的增大明顯下降。測量電壓采樣點(diǎn)和輸出腳的電壓差并不大。

解決辦法:在431的基準腳,和陰極之間并一個(gè)小電容。調整率立馬變好。

分析:431的基準腳處受到干擾。

項目9:IR1150  boost PFC

現象:開(kāi)關(guān)頻率為100K,但是輸入居然有1Khz 紋波電流。X電容還吱吱叫。

解決辦法:調整EMI濾波器參數。

分析:EMI濾波器自己諧振。

項目10:反激同步整流

現象:同步整流管的電壓尖峰非常高,怎么吸收都不行。

解決辦法:把同步管換成,具有快恢復體二極管的管子

分析:由于同步管的體二極管的反向恢復時(shí)間太長(cháng),導致很大的反向恢復電流。從而引起劇烈電壓尖峰

項目11:IR1150 PFC

現象:高溫測試的時(shí)候,MOSFET的殼溫才80度,就炸雞了。先前幾臺,MOS的殼溫到達110度,都安然無(wú)事。

解決辦法:弄出來(lái)查原因,是驅動(dòng)電阻焊錯了,本來(lái)10R,結果焊成100R.

分析:驅動(dòng)電阻太大導致MOS損耗很大,同樣的結到殼熱阻,大的功耗會(huì )導致大的溫差。雖然殼溫才80度,但實(shí)際結溫已經(jīng)超過(guò)了MOS的承受范圍。

驅動(dòng)電阻大了,會(huì )造成驅動(dòng)的功率嚴重不足,而將管子熱死了!

如果驅動(dòng)功率足夠大的話(huà),也不會(huì )炸雞的。

如果PCB走線(xiàn)引起的電感足夠大,將與MOS的GS端的電容Cgs諧振,會(huì )在驅動(dòng)信號上線(xiàn)疊加尖峰,嚴重時(shí)會(huì )引起炸雞,加電阻就是為了衰減這個(gè)振蕩

項目12:L4981 PFC

現象:空載上電,驅動(dòng)亂的不得了,震蕩頻率明顯變化。輸入電壓越高越厲害。開(kāi)始以為,地線(xiàn)沒(méi)布好,PCB割了又割,都是不能解決。

解決辦法:仔細察了一下PCB ,發(fā)現有一根功率線(xiàn)立離控制電路比較近,該功率線(xiàn)連接的是MOSFET的D極。把該功率線(xiàn)隔斷,讓功率電流從遠離控制電路的地方繞過(guò)去,沒(méi)用。把靠近控制電路的PCB銅線(xiàn)弄成孤島,使之成為死銅,干擾消失。

分析:電場(chǎng)干擾,MOS的D極是dv/dt很大的地方,產(chǎn)生很大的共模干擾。所以控制電路要盡量遠離這個(gè)點(diǎn)。


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