聊一聊電源內(nèi)部是怎么工作的

我們?cè)?a target="_blank">電源設(shè)計(jì)及調(diào)試過(guò)程中，當(dāng)碰到問題的時(shí)候，應(yīng)該將自己的思想進(jìn)入電源內(nèi)部，以自己如果是電源控制部分，碰到這樣的問題該如何解決。也就是站在對(duì)方的角度考慮問題。這次我們就以普通反激為例，以最常用的384x系列ic做藍(lán)本，來(lái)看看一個(gè)普通的反激電路是如何啟動(dòng)發(fā)出脈沖傳遞能量及最終達(dá)到穩(wěn)壓，及碰到擾動(dòng)后又是如何自動(dòng)調(diào)整的。

1.電源是如何啟動(dòng)的

對(duì)于一個(gè)利用384X做的反激電源來(lái)說(shuō)，采用額外的VCC供電一般來(lái)說(shuō)是不現(xiàn)實(shí)的，電源的啟動(dòng)是通過(guò)啟動(dòng)電容及啟動(dòng)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，從VCC接一個(gè)電阻到整流后的輸入母線，我稱呼為啟動(dòng)電阻，從VCC接一個(gè)電容到底稱之為啟動(dòng)電容。

一般來(lái)說(shuō)，流過(guò)啟動(dòng)電阻的電流應(yīng)該保證在輸入電壓最低的情況下，電流在0.5mA以上（當(dāng)然電流越大，電源啟動(dòng)速度越快，但相應(yīng)的電阻的損耗越大）。

在啟動(dòng)的時(shí)候，IC要注意兩個(gè)電壓點(diǎn)，一個(gè)叫啟動(dòng)電壓，一個(gè)叫截止電壓，對(duì)于42、44來(lái)說(shuō)，啟動(dòng)電壓是16V，截止電壓是10V，在IC啟動(dòng)之前并不耗電，那么流過(guò)啟動(dòng)電阻的電流會(huì)給啟動(dòng)電容充電，啟動(dòng)電容電壓會(huì)慢慢升高。當(dāng)電容電壓達(dá)到IC啟動(dòng)電壓的時(shí)候，IC開始啟動(dòng)輸出脈沖。電路開始工作了。

當(dāng)IC開始工作后，流過(guò)啟動(dòng)電阻的電流是無(wú)法滿足IC的工作需要的，多余的能量就由啟動(dòng)電容來(lái)提供，電容電壓開始逐漸降低，當(dāng)電容電壓降低到IC截止電壓的時(shí)候，IC停止工作了，所以在電容上電壓降低到IC截止電壓之前，必須有別的回路來(lái)提供IC工作需要的電流，否則就會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)失敗的現(xiàn)象。當(dāng)IC啟動(dòng)失敗后，IC不消耗電流，電容電壓又逐漸升高。重復(fù)如此，這就是很多工程師多次提到的，VCC電壓怎么是個(gè)三角波的情況。

2.VCC不正?？梢詮囊韵聨c(diǎn)來(lái)查找

(1) 是否增加了輔助供電繞組

(2) VCC繞組同名端是否正確

(3) 繞組匝數(shù)夠不夠

(4) 看看輔助繞組串聯(lián)的電阻，是不是選的有點(diǎn)大，先短路試試再說(shuō)

3.什么是打嗝

打嗝就是一直在通過(guò)啟動(dòng)電路給電容充電又放電的方式給你的PWM芯片供電，輔繞組的電壓一直起不來(lái)。

4.啟動(dòng)后如何工作

當(dāng)啟動(dòng)電容上的電壓達(dá)到IC的工作電壓的時(shí)候，IC開始工作，發(fā)出第一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖。

第一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比是多少啊，相信很多網(wǎng)友都問過(guò)，我也不知道我也沒關(guān)心過(guò)，但我想如果沒有軟啟動(dòng)的話，第一個(gè)占空比應(yīng)該是最大占空比吧，畢竟這個(gè)時(shí)候環(huán)路是開環(huán)的。但如果IC內(nèi)部還有別的限制，那就不知道了，不過(guò)，第一個(gè)占空比是多少對(duì)我們來(lái)說(shuō)到底有多大意義呢，我又不去研發(fā)做IC。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)出來(lái)后，MOS管導(dǎo)通，變壓器兩端電壓變成母線電壓，變壓器看做電感，電感量為變壓器初級(jí)電感值，電感兩端電壓為VIN,持續(xù)時(shí)間為DT，那么電感電流在MOS管關(guān)閉之前為VDT/L，電感儲(chǔ)存的能量就不說(shuō)了，不會(huì)的問哈。

當(dāng)MOS管關(guān)閉的時(shí)候，電感儲(chǔ)存的能量的找一個(gè)通路泄放出去，否則只能自爆（擊穿空氣拉?。┯袃蓚€(gè)回路，一個(gè)是擊穿MOS管，通過(guò)輸入泄放，一個(gè)是通過(guò)輸出二極管整流后給輸出電容充電，如果你的電路選擇了第一條通路，恭喜你，電路參數(shù)選擇錯(cuò)誤。不過(guò)在第一個(gè)脈沖出現(xiàn)的時(shí)候，這個(gè)現(xiàn)象好像不會(huì)發(fā)生，因?yàn)楦边呡敵鲞€沒有電壓，副邊相當(dāng)于短路呢。所以能量只能通過(guò)整流二極管后給輸出電容充電，提高輸出電壓。

如果濾波電容選擇的很小，也就是0.5LII大于0.5CUU，那么第一個(gè)周期電感儲(chǔ)存的能量就足以將輸出濾波電容電壓抬高到設(shè)計(jì)輸出電壓之上，電路閉環(huán)了。。。。當(dāng)然我們一般來(lái)說(shuō)反激的輸出濾波電容都選擇的比較大，第一個(gè)開通周期變壓器儲(chǔ)存的能量應(yīng)該不足以充滿輸出電容。（這里沒算過(guò)，估計(jì)的）。

5.RT/CT的作用

我們?cè)O(shè)置的RT、CT，實(shí)際就是設(shè)置充電放電時(shí)間，也就是頻率，通過(guò)RT給電容充電，充電時(shí)間就是導(dǎo)通時(shí)間，CT電壓達(dá)到一個(gè)設(shè)定值后，比較器（管他是什么，反正就是這個(gè)意思）翻轉(zhuǎn)，有一個(gè)恒流源給CT放電，CT放電時(shí)間是死區(qū)。

6.負(fù)載調(diào)節(jié)，電源的動(dòng)作

突然增加負(fù)載的時(shí)候，電路是沒有反應(yīng)的，也就是傳遞到副邊的能量在增加負(fù)載的瞬間是沒有變化的，但負(fù)載消耗的能量增大，會(huì)發(fā)生什么情況？只有輸出電壓降低，電路監(jiān)測(cè)到輸出電壓降低，才會(huì)有動(dòng)作。

7.電源是咋了，帶載能力有點(diǎn)弱哎

前面提到，如果第一個(gè)脈沖周期，變壓器傳遞到副邊的能量就足以讓輸出電壓達(dá)到設(shè)定值，環(huán)路閉環(huán)。那么折算到輔助輔助繞組去的電壓也足以維持ic的工作，這樣就不用再擔(dān)心啟動(dòng)電容儲(chǔ)存的能量夠不夠電源啟動(dòng)的問題了。但在正常情況下，一個(gè)周期變壓器儲(chǔ)存的能量并不足以讓輸出電壓提高到設(shè)定值，那么就需要多個(gè)周期能量的傳遞。每個(gè)周期輸出電壓提高一點(diǎn)直到達(dá)到設(shè)定值。但要注意在輸出電壓達(dá)到設(shè)定電壓前自舉電容可要堅(jiān)挺住啊，要是支撐不住就又啟動(dòng)失敗，就會(huì)出現(xiàn)前面所說(shuō)的情況了。

從上面的描述我們可以看出，如果輸出電容比較大，或者輸出帶重載的情況下，電源越難啟動(dòng)，相信有很多有經(jīng)驗(yàn)的工程師也碰到過(guò)，為什么我的電源，空載輸出電壓穩(wěn)定而帶載輸出就一跳一跳的呢？遇到這種現(xiàn)象，我一般先建議加大輸出電容試試，如果加大還不起作用，然后再找別的問題。

8.什么是次諧波震蕩

在實(shí)用開關(guān)電源設(shè)計(jì)里，對(duì)于次諧波震蕩是這樣描述的：在電流控制模式下，當(dāng)電流達(dá)到一定程度（由誤差放大器輸出決定）時(shí)，開關(guān)關(guān)斷，如果占空比超過(guò)50%，電感電流的上升時(shí)間就大于整個(gè)周期的50%，那么電流下降時(shí)間久小于一個(gè)周期的50%，在較短的時(shí)間內(nèi)，電感電流還沒有來(lái)得及回到靜態(tài)初始值，下個(gè)周期就開始了，下一個(gè)周期的初始電流變大，在接下來(lái)的周期里，電感電流就很快上升到參考點(diǎn)，使導(dǎo)通時(shí)間變短，占空比變窄，這個(gè)周期的占空比減小到50%以內(nèi)，但這樣又導(dǎo)致關(guān)斷是時(shí)間太長(zhǎng)，下一個(gè)周期的電流初始值太小，導(dǎo)致下一個(gè)周期的占空比再次超過(guò)50%。周而復(fù)始就出現(xiàn)一個(gè)過(guò)大及過(guò)小周期的震蕩，這就叫次斜坡震蕩。

次斜坡震蕩只在電流型控制中出現(xiàn)，增加斜坡補(bǔ)償就是使電流型控制向電壓型控制轉(zhuǎn)變。