由UC3845的RCD組成正激電源設(shè)計(jì)總結(jié)

電路設(shè)計(jì)一直是想著低損耗高效率的目標(biāo)邁進(jìn)的，開(kāi)發(fā)者在設(shè)計(jì)的過(guò)場(chǎng)當(dāng)中可以通過(guò)器件和電路的配合來(lái)將損耗降到最低的限度。UC3845能夠讓設(shè)計(jì)者只用最少的外部元件來(lái)獲得收益最高的方案，這是元器件上的選擇，而RCD電路在電源設(shè)計(jì)中最大作用是吸收電阻，從而最大程度的降低損耗。

本篇文章將為大家介紹由UC3845的RCD組成的正激電源設(shè)計(jì)總結(jié)，希望能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭?/p>

在電路上只考慮電流環(huán)即可，電壓是開(kāi)環(huán)的，因此空載電壓等于輸入電壓除以匝數(shù)比，并且和占空比無(wú)關(guān)，算上漏感尖峰影響，實(shí)際測(cè)量輸入234VAC輸出空載100V直流。

這電壓完全滿(mǎn)足氙燈觸發(fā)的需求。

為了保證市電高時(shí)電容電壓的安全，選擇了160V的電容，這樣電壓有富余。頻率折中選擇了50KHz開(kāi)關(guān)損耗不太大，磁芯也不用很大就能出功率。另一方面，初級(jí)圈數(shù)多，磁通密度偏移小，設(shè)計(jì)比較保守。

圖1是最終的電路圖，參數(shù)精確，有問(wèn)號(hào)的元件實(shí)際沒(méi)有安裝。

乍看之下，這個(gè)電路似乎沒(méi)有什么特別的地方。但是，細(xì)節(jié)決定了整個(gè)制作的成敗，下面對(duì)設(shè)計(jì)和制作時(shí)的疑問(wèn)問(wèn)題和解決方法進(jìn)行討論。

輔助繞組采用正激還是反激的形式呢？

輔助繞組采用正激時(shí)，一般都用峰值整流，這樣占空比只要大于0。輔助電源電壓就一直和前級(jí)的直流高壓成匝數(shù)比的關(guān)系。

輔助繞組采用反激時(shí)，電壓變化隨占空比和負(fù)載變化很大，有可能出現(xiàn)不啟動(dòng)的問(wèn)題。

鑒于這里輸入電壓為180-260V，輔助電壓變化就在13-20V，IC和MOS都是可以接受的。實(shí)際結(jié)果也比較符合，但是比預(yù)計(jì)的還高一點(diǎn)。雖然也隨負(fù)載變動(dòng)而變化，但是變化很小，基本不影響爭(zhēng)產(chǎn)工作。

需要說(shuō)明的是，如果采用了帶APFC的方案 就強(qiáng)烈推薦正激輔助供電 電壓應(yīng)該會(huì)更穩(wěn)定。

如何復(fù)位

正激的變壓器沒(méi)復(fù)位能力，需要被動(dòng)的進(jìn)行復(fù)位才能正常工作。常見(jiàn)的方案有復(fù)位繞組復(fù)位、RCD復(fù)位、LCD復(fù)位、有源鉗位復(fù)位、諧振復(fù)位。復(fù)位繞組復(fù)位會(huì)增加變壓器的復(fù)雜性，而且對(duì)變壓器的耐壓提出了更高的要求，并且占空比不能大于50。

RCD復(fù)位比較簡(jiǎn)單，占空比還可以大于50，開(kāi)關(guān)管電壓應(yīng)力也比較低。但是所有的勵(lì)磁能量和漏感能量都被電阻消耗了。效率會(huì)差一點(diǎn)。
LCD復(fù)位比RCD稍微好，能做到基本無(wú)損吸收，把能量返回高壓電容。但是介紹的文章比較少 沒(méi)能深入了解。

有源鉗位需要專(zhuān)門(mén)的IC，雖然能做到最高效率。占空比也能比50大，但是增加了成本和復(fù)雜性。

諧振復(fù)位增加了開(kāi)關(guān)管的電壓或者電流應(yīng)力，不考慮綜合，最終選擇了RCD復(fù)位，但是占空比也沒(méi)有設(shè)計(jì)大于50。

變壓器要不要加氣息

正激變壓器理論上不需要儲(chǔ)能的，所以理論上不需要?dú)庀ⅰ傞_(kāi)始的時(shí)候沒(méi)有氣息開(kāi)環(huán)測(cè)試，開(kāi)機(jī)時(shí)磁芯有吸合聲，但是加了300W負(fù)載運(yùn)行很好，沒(méi)有任何聲音。

然后在閉環(huán)出現(xiàn)了問(wèn)題，閉環(huán)后發(fā)現(xiàn)是能恒流而且精度也夠，但是變壓器在叫還發(fā)熱。用示波器看波形發(fā)現(xiàn)是在斷續(xù)工作，于是想到了反饋環(huán)的問(wèn)題。修復(fù)之后占空比連續(xù)了，但是依然存在抖動(dòng)的情況，變壓器還是發(fā)熱出聲。

這時(shí)進(jìn)一步想到了變壓器飽和，看了取樣電阻上的波形更加確定了自己的觀(guān)點(diǎn)。雜亂的波形中依稀可以看到某些周期后面繞組電流急劇上升，分明是飽和的跡象。

之后給磁芯左右各墊1個(gè)0.08mm厚的紙，加了個(gè)氣息。同時(shí)把C109從電解400V4.7uF換成CBB400V0.1uF果斷不叫了，變壓器賊熱的問(wèn)題也解決了。

后來(lái)猜測(cè)，變壓器初級(jí)有46mH電感。導(dǎo)致復(fù)位電流太小，加氣息能降低初級(jí)電感。還能減少剩磁，雖然復(fù)位電阻比原來(lái)還熱了點(diǎn)。但是變壓器能可靠工作是重點(diǎn)。

可見(jiàn)，增加氣息對(duì)提高變壓器的抗飽和能力有積極影響。

UC384x和電流模式的誤區(qū)

UC384x的第三腳是電流反饋腳，大家都知道能實(shí)現(xiàn)電流反饋來(lái)進(jìn)行保護(hù)，實(shí)際上這個(gè)腳還擔(dān)當(dāng)著更重要的作用。那就是PWM調(diào)制，其作用類(lèi)似電壓模式PWM里來(lái)自振蕩器的鋸齒波，而這一點(diǎn)被許多人忽略。

常?？吹接腥藛?wèn)為什么UC384x的3腳接地后占空比一直為最大1和2腳完全不能控制占空比

現(xiàn)在應(yīng)該可以理解了，3腳接地后1和2腳控制的誤差放大器的輸出永遠(yuǎn)大于3腳的電壓，也就不會(huì)有縮小占空比的機(jī)會(huì)了。因此，UC384x第3腳的波形關(guān)系到整個(gè)電源能否正常工作。

斜率補(bǔ)償補(bǔ)償?shù)氖鞘裁矗繛槭裁匆甭恃a(bǔ)償？什么時(shí)候需要補(bǔ)償？

這個(gè)估計(jì)很多初學(xué)者都煩惱過(guò)，就是3-4腳之間的電容的作用，斜率補(bǔ)償?shù)氖荱C384x第3腳的電壓變化斜率。

為什么要補(bǔ)償？什么時(shí)候需要補(bǔ)償？

當(dāng)3腳斜率發(fā)生不足時(shí)就需要補(bǔ)償，因?yàn)?腳斜率太小會(huì)發(fā)生反饋電壓稍微變動(dòng)就作出非常大的調(diào)整導(dǎo)致了抽風(fēng)。

通常DCM的反激是不需要補(bǔ)償?shù)?，因?yàn)?腳的電壓斜率和初級(jí)電流斜率是正比的，應(yīng)該是比較大的。

CCM的反激和正激(單/雙都算)甚至是CCM的Boost就需要了。因?yàn)樵诠茏訉?dǎo)通時(shí)電流初級(jí)電流變化小(雖然成因不一樣，但是表現(xiàn)形式類(lèi)似)導(dǎo)致3腳變化斜率小就容易抽風(fēng)，這時(shí)就需要斜率補(bǔ)償了。所以，對(duì)于正激斜率補(bǔ)償是必須的!之前提到的打嗝到爆就是沒(méi)進(jìn)行斜率補(bǔ)償引起的。

下圖是最終的成品，還沒(méi)有安裝到PCB上，但是已經(jīng)基本成型了。

最后，其實(shí)這個(gè)電源的用處非常多，只要做出一些調(diào)整就能成為恒流限壓大功率電池充電器，或者LED驅(qū)動(dòng)電源等等，存在的問(wèn)題就是復(fù)位電阻的部分發(fā)熱比較嚴(yán)重，這點(diǎn)可以通過(guò)散熱片來(lái)解決。