開關(guān)電源調(diào)試中常見問題及解決方法

1、開關(guān)電源調(diào)試中常見問題及解決方法開關(guān)電源，乂稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，是電源 供應(yīng)器的一種。其功能是將一個(gè)位準(zhǔn)的電壓，透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端 所需求的電壓或電流。開關(guān)電源的輸入多半是交流電源（例如市電）或是直流電 源，而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備，例如個(gè)人電腦，而開關(guān)電源就進(jìn)行兩者 之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。下面我來介紹幾種開關(guān)電源調(diào)試會(huì)碰到的問題及解決辦 法。1、變壓器飽和現(xiàn)象在高壓或低壓輸入下開機(jī)（包含輕載，重教，容性負(fù)教），輸出短路，動(dòng)態(tài)負(fù)載， 高溫等情況下，通過變壓器（和開關(guān)管）的電流呈非線性增長(zhǎng)，當(dāng)出現(xiàn)此現(xiàn)象時(shí)， 電流的峰值無法預(yù)知及控制，可能導(dǎo)致電流

2、過應(yīng)力和因此而產(chǎn)生的開關(guān)管過壓而 損壞。變壓器飽和時(shí)的電流波形容易產(chǎn)生飽和的情況：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)?。?）沒有軟啟動(dòng)。解決辦法：1）降低IC的限流點(diǎn)：2）加強(qiáng)軟啟動(dòng)，使通過變壓器的電流包絡(luò)更緩慢上升。2、Vds過高Vds的應(yīng)力要求：最惡劣條件（最高輸入電壓，負(fù)教最大，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)超過額定規(guī)格的90%oVds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，變壓器漏感在開關(guān)管開通是存儲(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

3、路：使用TVS管； 使用較慢速的二極管，其本身可以吸收一定的能量（尖峰）：插入阻尼電阻可以使得波形更加平滑，利于減小EUI。3、IC溫度過高原因及解決辦法：1）內(nèi)部的MOSFET損耗太大：開關(guān)損耗太大，變壓器的寄生電容太大，造成MOSFET的開通、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、輕教不能啟動(dòng)現(xiàn)象：空

4、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，重教時(shí)Vcc變得太高，請(qǐng)參照穩(wěn)定Vcc的辦法。5、啟動(dòng)后不能加重我 原因及解決辦法:1）Vcc在重教時(shí)過高重載時(shí)，Vcc繞組感應(yīng)電壓較高，使Vcc過高并達(dá)到IC的OVP點(diǎn)時(shí)，將觸發(fā)IC的 過壓保護(hù)，引起無輸出。如果電壓進(jìn)一步升高，超過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MOSFET的電流被限制

5、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)輸入功率過高，輸出紋 波過大。原因：輸入功率過高的原因是，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，開關(guān)次數(shù)太多，開關(guān)損耗過

6、大。解決辦法：調(diào)節(jié)反饋參數(shù)，使得反饋速度降低。7、短路功率過大現(xiàn)象：輸出短路時(shí)，輸入功率太大，Vds過高。原因：輸出短路時(shí)，重復(fù)脈沖多，同時(shí)開關(guān)管電流峰值很大，造成輸入功率太大過大的 開關(guān)管電流在漏感上存儲(chǔ)過大的能量，開關(guān)管關(guān)斷時(shí)引起Vds高。輸出短路時(shí)有 兩種可能引起開關(guān)管停止工作：1）觸發(fā)0CP這種方式可以使開關(guān)動(dòng)作立即停止a.觸發(fā)反饋腳的0CP：b.開關(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下限而停止開關(guān)動(dòng)作，而Vcc下降的時(shí)間較長(zhǎng)，即開關(guān)動(dòng)作維持較長(zhǎng)時(shí)間，輸入功率將較大

7、。a.觸發(fā)內(nèi)部限流，占空比受限：b.Vec下降到IC關(guān)閉電壓;。.開關(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)。8、空載、輕教輸出反跳現(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ICo將啟動(dòng)接到整流橋前，啟動(dòng)不受大電容電壓影響

8、。 輸入電壓關(guān)斷時(shí)，啟動(dòng)腳電壓能夠迅速下降。（以上刪減了一些）很多未進(jìn)行過開關(guān)電源調(diào)試的工程師會(huì)對(duì)它產(chǎn)生一定的畏懼心理，比如擔(dān)心開關(guān) 電源的干擾問題，開關(guān)電源的各種異?，F(xiàn)象等。其實(shí)只要了解了，一步步排除問 題，開關(guān)電源調(diào)試還是非常方便的。9、減小輸出紋波電壓現(xiàn)象：開關(guān)電源具有效率高，輸出電壓可調(diào)范圍大、損耗小、體積小、重量輕而得到了 廣泛的應(yīng)用。但是在使用過程中，穩(wěn)定的直流輸出電壓中常會(huì)伴隨著交流分量， 這些交流分量便是電壓紋波。紋波有很多害處，會(huì)縮短電器使用壽命或?qū)е码娖?產(chǎn)生噪聲等，所以在做系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，就要將輸出紋波電壓控制在可接受的范圍內(nèi)。原因：在高速開關(guān)電流回路中，要考慮寄生參數(shù)，在肖

9、特基二極管反向恢復(fù)期間，電路 中寄生的等效電感和等效電容構(gòu)成一個(gè)LC振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩，繼而產(chǎn)生毛刺 電壓。解決方法：1、可以通過在芯片SW對(duì)GND之間添加RC吸收回路，達(dá)到減小輸出紋波的目的。 電阻R一般取10。左右，電容C取InF以內(nèi)。2、若需要進(jìn)一步降低輸出紋波電壓值，可以通過在輸出端添加LC濾波電路。3、開關(guān)電源系統(tǒng)電路中的寄生參數(shù)是多數(shù)干擾的根本因素，在選取以上任一種改 善措施后，進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，一定要根據(jù)開關(guān)電源布板規(guī)則進(jìn)行，盡可能的縮短 開關(guān)電流回路面積。就降壓電路而言，輸入端采用陶瓷電容+電解電容組合使用， 陶瓷電容靠近芯片VN與GND引腳，反饋?zhàn)呔€遠(yuǎn)離開關(guān)信號(hào)節(jié)點(diǎn)，使用G

10、ND走 線包圍開關(guān)信號(hào)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)縮短開關(guān)電流回路路徑，將輸入端電容正極靠近芯片 VIN引腳，肖特基陰極靠近芯片SW引腳，肖特基陽極靠近輸入電解電容負(fù)極。10、開關(guān)電源回路中續(xù)流二極管現(xiàn)象：肖特基二極管極易被損壞，如何避免使用過程中不必要的損壞，也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過 程中必須考慮的問題解決方法：1、肖特基的實(shí)際工作電流要小于肖特基的正向額定電流，且不能超過額定電流的 60%a2、百特基的最高工作電壓要小于肖特基的最高反擊穿電壓，且不能超過額定電壓 的70%：但肖特基的耐壓也不能選擇太高，因?yàn)閂F值會(huì)隨耐壓增加而增加，從而 功耗和成本都會(huì)相應(yīng)增加。3、肖特基的實(shí)際工作溫升值，要小于肖特基的最高結(jié)溫，并留有余量，保證其工