開(kāi)關(guān)電源調(diào)試時(shí)常見(jiàn)的十種問(wèn)題及解決辦法

1、變壓器飽和

變壓器飽和現(xiàn)象：

在高壓或低壓輸入下開(kāi)機(jī)(包含輕載，重載，容性負(fù)載)，輸出短路，動(dòng)態(tài)負(fù)載，高溫等情況下，通過(guò)變壓器(和開(kāi)關(guān)管)的電流呈非線性增長(zhǎng)，當(dāng)出現(xiàn)此現(xiàn)象時(shí)，電流的峰值無(wú)法預(yù)知及控制，可能導(dǎo)致電流過(guò)應(yīng)力和因此而產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)管過(guò)壓而損壞。

變壓器飽和時(shí)的電流波形

容易產(chǎn)生飽和的原因：

1)變壓器感量太大;

2)圈數(shù)太少;

3)變壓器的飽和電流點(diǎn)比IC的最大限流點(diǎn)小;

4)沒(méi)有軟啟動(dòng)。

解決辦法：

1)降低IC的限流點(diǎn);

2)加強(qiáng)軟啟動(dòng)，使通過(guò)變壓器的電流包絡(luò)更緩慢上升。

2、Vds過(guò)高

Vds的應(yīng)力要求：

最惡劣條件(最高輸入電壓，負(fù)載最大，環(huán)境溫度最高，電源啟動(dòng)或短路測(cè)試)下，Vds的最大值不應(yīng)超過(guò)額定規(guī)格的90%

Vds降低的辦法：

1)減小平臺(tái)電壓：減小變壓器原副邊圈數(shù)比;

2)減小尖峰電壓：

a. 減小漏感：

變壓器漏感在開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)存儲(chǔ)能量是產(chǎn)生這個(gè)尖峰電壓的主要原因，減小漏感可以減小尖峰電壓。

b. 調(diào)整吸收電路：

①使用TVS管;

②使用較慢速的二極管，其本身可以吸收一定的能量(尖峰);

③插入阻尼電阻可以使得波形更加平滑，利于減小EMI。

3、IC 溫度過(guò)高

原因及解決辦法：

1)內(nèi)部的MOSFET損耗太大：

開(kāi)關(guān)損耗太大，變壓器的寄生電容太大，造成MOSFET的開(kāi)通、關(guān)斷電流與Vds的交叉面積大。

解決辦法：增加變壓器繞組的距離，以減小層間電容，如同繞組分多層繞制時(shí)，層間加入一層絕緣膠帶(層間絕緣) 。

2)散熱不良：

IC的很大一部分熱量依靠引腳導(dǎo)到PCB及其上的銅箔，應(yīng)盡量增加銅箔的面積并上更多的焊錫

3)IC周圍空氣溫度太高：

IC應(yīng)處于空氣流動(dòng)暢順的地方，應(yīng)遠(yuǎn)離零件溫度太高的零件。

4、空載、輕載不能啟動(dòng)

現(xiàn)象：

空載、輕載不能啟動(dòng)，Vcc反復(fù)從啟動(dòng)電壓和關(guān)斷電壓來(lái)回跳動(dòng)。

原因：

空載、輕載時(shí)，Vcc繞組的感應(yīng)電壓太低，而進(jìn)入反復(fù)重啟動(dòng)狀態(tài)。

解決辦法：

增加Vcc繞組圈數(shù)，減小Vcc限流電阻，適當(dāng)加上假負(fù)載。如果增加Vcc繞組圈數(shù)，減小Vcc限流電阻后，重載時(shí)Vcc變得太高，請(qǐng)參照穩(wěn)定Vcc的辦法。

5、啟動(dòng)后不能加重載

原因及解決辦法：

1)Vcc在重載時(shí)過(guò)高

重載時(shí)，Vcc繞組感應(yīng)電壓較高,使Vcc過(guò)高并達(dá)到IC的OVP點(diǎn)時(shí)，將觸發(fā)IC的過(guò)壓保護(hù)，引起無(wú)輸出。如果電壓進(jìn)一步升高，超過(guò)IC的承受能力，IC將會(huì)損壞。

2)內(nèi)部限流被觸發(fā)

a.限流點(diǎn)太低

重載、容性負(fù)載時(shí)，如果限流點(diǎn)太低，流過(guò)MOSFET的電流被限制而不足，使得輸出不足。

解決辦法是增大限流腳電阻，提高限流點(diǎn)。

b.電流上升斜率太大

上升斜率太大，電流的峰值會(huì)更大，容易觸發(fā)內(nèi)部限流保護(hù)。

解決辦法是在不使變壓器飽和的前提下提高感量。

6、待機(jī)輸入功率大

現(xiàn)象：

Vcc在空載、輕載時(shí)不足。這種情況會(huì)造成空載、輕載時(shí)輸入功率過(guò)高，輸出紋波過(guò)大。

原因：

輸入功率過(guò)高的原因是，Vcc不足時(shí)，IC進(jìn)入反復(fù)啟動(dòng)狀態(tài)，頻繁的需要高壓給Vcc電容充電，造成起動(dòng)電路損耗。如果啟動(dòng)腳與高壓間串有電阻，此時(shí)電阻上功耗將較大，所以啟動(dòng)電阻的功率等級(jí)要足夠。

電源IC未進(jìn)入Burst Mode或已經(jīng)進(jìn)入Burst Mode，但Burst 頻率太高，開(kāi)關(guān)次數(shù)太多，開(kāi)關(guān)損耗過(guò)大。

解決辦法：

調(diào)節(jié)反饋參數(shù)，使得反饋速度降低。

7、短路功率過(guò)大

現(xiàn)象：

輸出短路時(shí)，輸入功率太大，Vds過(guò)高。

原因：

輸出短路時(shí)，重復(fù)脈沖多，同時(shí)開(kāi)關(guān)管電流峰值很大，造成輸入功率太大過(guò)大的開(kāi)關(guān)管電流在漏感上存儲(chǔ)過(guò)大的能量，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)引起Vds高。

輸出短路時(shí)有兩種可能引起開(kāi)關(guān)管停止工作：

1)觸發(fā)OCP這種方式可以使開(kāi)關(guān)動(dòng)作立即停止

a. 觸發(fā)反饋腳的OCP;

b. 開(kāi)關(guān)動(dòng)作停止;

c. Vcc下降到IC關(guān)閉電壓;

d. Vcc重新上升到IC啟動(dòng)電壓，而重新啟動(dòng)。

2)觸發(fā)內(nèi)部限流

這種方式發(fā)生時(shí)，限制可占空比，依靠Vcc下降到UVLO下限而停止開(kāi)關(guān)動(dòng)作，而Vcc下降的時(shí)間較長(zhǎng)，即開(kāi)關(guān)動(dòng)作維持較長(zhǎng)時(shí)間，輸入功率將較大。

a. 觸發(fā)內(nèi)部限流，占空比受限;

b. Vcc下降到IC關(guān)閉電壓;

c. 開(kāi)關(guān)動(dòng)作停止;

d. Vcc重新上升到IC啟動(dòng)電壓，而重新啟動(dòng)。

解決辦法：

1)減少電流脈沖數(shù)，使輸出短路時(shí)觸發(fā)反饋腳的OCP，可以使開(kāi)關(guān)動(dòng)作迅速停止工作，電流脈沖數(shù)將變少。這意味著短路發(fā)生時(shí)，反饋腳的電壓應(yīng)該更快的上升。所以反饋腳的電容不可太大;

2)減小峰值電流。

8、空載，輕載輸出紋波過(guò)大

現(xiàn)象：

Vcc在空載或輕載時(shí)不足。

原因：

Vcc不足時(shí)，在啟動(dòng)電壓(如12V)和關(guān)斷電壓(如8V)之間振蕩IC在周期較長(zhǎng)的間歇工作，短時(shí)間提供能量到輸出，接著停止工作較長(zhǎng)的時(shí)間，使得電容存儲(chǔ)的能量不足以維持輸出穩(wěn)定，輸出電壓將會(huì)下降。

解決方法：

保證任何負(fù)載條件下，Vcc能夠穩(wěn)定供給。

現(xiàn)象：

Burst Mode時(shí)，間歇工作的頻率太低，此頻率太低，輸出電容的能量不能維持穩(wěn)定。

解決辦法：

在滿足待機(jī)功耗要求的條件下稍微提高間歇工作的頻率，增大輸出電容。

9、重載、容性負(fù)載不能啟動(dòng)

現(xiàn)象：

輕載能夠啟動(dòng)，啟動(dòng)后也能夠加重載，但是重載或大容性負(fù)載情況下不能啟動(dòng)。

一般設(shè)計(jì)要求：

無(wú)論重載還是容性負(fù)載(如10000uF)，輸入電壓最低還是最低，20mS內(nèi)，輸出電壓必須上升到穩(wěn)定值。

原因及解決辦法(保證Vcc在正常工作范圍內(nèi)的前提下)：

下面以容性負(fù)載C=10000uF為例進(jìn)行分析，

按規(guī)格要求，必須有足夠的能量使輸出在20mS內(nèi)上升到穩(wěn)定的輸出電壓(如5V)。

E=0.5*C*V^2

電容C越大，需要在20mS內(nèi)從輸入傳輸?shù)捷敵龅哪芰扛蟆?/p>

10、空載、輕載輸出反跳

現(xiàn)象：

在輸出空載或輕載時(shí)，關(guān)閉輸入電壓，輸出(如5V)可能會(huì)出現(xiàn)如下圖所示的電壓反跳的波形。

原因：

輸入關(guān)掉時(shí)，5V輸出將會(huì)下降，Vcc也跟著下降，IC停止工作，但是空載或輕載時(shí)，巨大的PC電源大電容電壓并不能快速下降，仍然能夠給高壓?jiǎn)?dòng)腳提供較大的電流使得IC重新啟動(dòng)，5V又重新輸出，反跳。

解決方法：

在啟動(dòng)腳串入較大的限流電阻，使得大電容電壓下降到仍然比較高的時(shí)候也不足以提供足夠的啟動(dòng)電流給IC。

將啟動(dòng)接到整流橋前,啟動(dòng)不受大電容電壓影響。輸入電壓關(guān)斷時(shí)，啟動(dòng)腳電壓能夠迅速下降。

審核編輯：湯梓紅