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PSR老生长谈:原边调整、原边反馈 基本工作原理大揭密!

近两年由于PSR线路简单,成本低,所以在充电器,LED驱动应用方面相当流行,每家的PSR工作原理是大同小异的,只是有些参数定义不一定!但有些厂家只是给出计算公式,但对恒流方面,没有真正详细的讲解!对此每个人的理解也会大相径庭。

确实,这种电路在小功率、充电器和LED 驱动上开始流行,具有CC/CV优点,而且省去了光耦降低成本,还有空载降频可节能。但是在省去元件的成本的同时,某些性能也"省去了"!更直接点说,在有些应用场合,某些性能也"省去了"!其实细想想,似乎也是合理且不可避免的。


“每家的PSR工作原理是大同小异的”

针对这个观点,有人是持否定态度的。

我们应用起来感觉大同小异,但是实际里面差别很大,价钱差别也大。有2元多,也有1元多,内部有的是数字的有的是模拟的,表现出来性能上也差很多,比如批量精度上的区别,有的标+-5%,要知道它们所说的+-5%等,说的是电流检测的5%。要知道它们所说的+-5%等,说的是电流检测的5%。即便如此也不一定能做到!

批量精度确实难以控制,对重要的元件有高要求,尤其在批量一致性上更难,尤其是客户要求电流精度高的时候。

但IW 就表现相当好!Iwatt,他们是数字控制方式,与其他是不一样的。但是其它厂家工作在DCM模式的PSR,工作原理是一样的。只是有些参数设定不一样,所以计算变压器时也不一样!


这种电路形式,在低压大电流的恒流情况下效果确实不错,能达到后级使了用恒流电路不能到达的效果!对此有的人深有体会。由于省掉了次级侧的电流检测电阻也有利于提高效率,该电路原理就是利用了IC的CS电压做检测,因此选择sencs脚的电阻阻值比较关键,使电流曲线在规定的电压范围内趋于平坦,当然变压器VCC绕组匝数的确定也是至关重要的。

先写个变压器的基本公式。Np*Ipk=Ns*Ipks(变压器次级只有一个绕组Ns),Np,Ipk,Ns,Ipks分别是初级圈数,初级峰值电流,次级圈数,次级峰值电流。


当原边电压变化时,怎么“遥感”次侧电压呢?TOFF芯片是怎么来控制并保持输出电压稳定的?

下面就讲讲CV操作模式,现在大部分芯片都是直接取样辅助线圈上电压,由于漏感的原因,在MOS关断后,也就是次级二极管导通瞬间,会产生一个尖峰,影响电压采样,为了避开个这个尖峰,大部分厂家都是采用延时采机,也就是在MOS管关断一段时间后再来采样线圈电压。从而避开漏感尖峰。PI是在高压开关关断2.5 μs采样。这种采样方式其实在以前很多芯片上的过压保护上也都有应用,比如OB2203和UCC28600,NCP1377上都有这样的应用,所以可以得到较高精度的过压保护。还有些厂家是在下取样电阻上并一个小容量的电容来实现。建义大家吸收电路使用恢复时间约只有2us的IN4007再串一个百欧左右的电阻作吸收。可以减小漏感产生的振铃,从而减小取样误差。得到较高采样精度。次级圈数固定,辅助绕组固定,取样精度高。比较器内部精度也高,自然可以得到较高的输出电压精度。

1.CV是怎么检测的?

CV检测分三种方式:

a.IC内部加一个延迟时间,检测辅助波形。缺点:要求振铃时间要小,否则不准或出现判断错误(在输出短路测试时)OB采用

b.检测斜率变化的转折点。SG,,IWAIT采用

C.上面两种方式同时采用。

2.PI的部分IC在有一个开关周期的记忆功能(或叫延迟),这样会使PSR电压较准确,但动态会变差。

3.CC的部分,会有一个近似0.5*Lp*Ip平方*fs的运算及输入电压的补偿。

原边反馈的电源,VCC绕组的设计与绕制工艺一直是个难点,需要考虑的问题太多了,希望大家多多讨论,共同提高~~

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pengl
LV.1
2
2014-02-07 17:44
顶起,沙发,好贴,楼主继续.
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whjzhizun
LV.3
3
2014-02-07 21:41

好帖子先顶了再说 

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海山
LV.5
4
2014-02-08 10:39
好帖要顶,谢谢楼主,希望大家共同讨论讲更详细点!
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syh258456
LV.4
5
2014-02-08 14:14
不错,顶起!
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2014-02-08 14:20

不知CC/CV两种模式是怎么转换的? 

还有影响PSR模式的频率有哪些因素?

在调试过程中发现频率只有30KHZ,对比DATASHEET(50KHZ)觉得太低了。

望高手们继续分析~

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2014-02-08 16:58
@庸人自扰
不知CC/CV两种模式是怎么转换的?[图片] 还有影响PSR模式的频率有哪些因素?在调试过程中发现频率只有30KHZ,对比DATASHEET(50KHZ)觉得太低了。望高手们继续分析~
DATASHEET一般是给出的是最高工作频率。CC模式时,工作在变频模式,负载功率越大,频率越高,输出功率跟开关频率成正比。
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2014-02-08 17:11
@爱在春天
DATASHEET一般是给出的是最高工作频率。CC模式时,工作在变频模式,负载功率越大,频率越高,输出功率跟开关频率成正比。
输出功率和开关频率好像是成反比吧。比如在RCC中,负载功率加大的时候,开关频率是变低的,空载的时候,开关频率最高。
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2014-02-08 17:13
@庸人自扰
输出功率和开关频率好像是成反比吧。比如在RCC中,负载功率加大的时候,开关频率是变低的,空载的时候,开关频率最高。

RCC是这样的,PSR因为是工作DCM限峰值方式。根据P=1/2*I*I*L*f可以看出,输出功率越大,频率越高。RCC功率越大,但他的峰值电流也大了。

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2014-02-08 17:20
能否具体说明它是如何恒压的呢?
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2014-02-08 17:22
@知音难求
能否具体说明它是如何恒压的呢?

恒压就是保持PWM占空比

恒流准确的是峰值限流。

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2014-02-08 17:25
其实PSR远没这么简单,就算PI原厂的大陆人员也不一定知道这样的东西,他们自己也会保密的。
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2014-02-08 17:26
@庸人自扰
其实PSR远没这么简单,就算PI原厂的大陆人员也不一定知道这样的东西,他们自己也会保密的。
我觉得这对于应用工程师来说是不公平的,他们保密,我们工程师都不知道变压器是怎么算出来的,自己设计的变压器心里都没谱!
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海山
LV.5
14
2014-02-09 11:51
@庸人自扰
恒压就是保持PWM占空比恒流准确的是峰值限流。
请问是检测哪里的电流峰值啊?
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2014-02-11 22:35

那到是用了两三年的PSR没有完全搞清楚,在做的时候它的频率由输出电压/电感量/Ics上的电阻大小共同决定,有一部分PSR在ICS上到达起控那个点就开始调频了,有的是差大概100MA到起控点时就开始调频。我个人觉得应该和RCC很象,占空比由输入电压和输出电压决定跟调频无关,所以在设计的时候我用实际的初级IP和电感量算出BMAX,当取了合理的BMX和OCP(PSR的OCP客户不要求就一般1.1倍多一点),实际工作频率大概50K左右,还好做了没有出过什么大的问题。请高手分析

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2014-02-18 00:14
@爱在春天
我觉得这对于应用工程师来说是不公平的,他们保密,我们工程师都不知道变压器是怎么算出来的,自己设计的变压器心里都没谱!

不是他们的FAE保密,而是其公司对FAE保密。最好不用他的东西。因为我们国家的RD进步,否则技术会留在外国人手里。哈哈,有人会骂了。

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2014-02-18 00:17
@庸人自扰
不是他们的FAE保密,而是其公司对FAE保密。最好不用他的东西。因为我们国家的RD进步,否则技术会留在外国人手里。哈哈,有人会骂了。

赞同!原厂的FAE也不是什么都知道的,特别是芯片内部的东西。一些芯片内部的BUG,老外不会跟中国人讲的。

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2014-02-18 00:19
IPK初级电流为什么可以突变?应该不可以突变的啊
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2014-02-18 00:20

就是换算 感觉不准确.误差有时候远.

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2014-02-18 00:20

检测点都差不多,低压大电流较好是因为寄生参数的影响较小。

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2014-02-18 00:22

在低压时峰值电流,控制效果好。和变压器的工艺也有很大关系。

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2014-02-18 00:23

我做的效率才62%(5V2A,AC85V),最失败的一次.

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2014-02-18 00:24
@花开半夏
我做的效率才62%(5V2A,AC85V),最失败的一次.

62%,确实很低。

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2014-02-18 00:25
@花开半夏
我做的效率才62%(5V2A,AC85V),最失败的一次.

5V1A

满载110V 的时候效率可以做70

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2014-02-18 00:27
@yif的奇幻路程
5V1A满载110V的时候效率可以做70

记得当年读书的时候,

老师跟我们讲,说变压器这个玩意,他只是能量转换器件

初级跟次级间的电流关系并不是完全的对应着NP*IP=IS*NS

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2014-02-18 00:28
@wengchangchuan
那到是用了两三年的PSR没有完全搞清楚,在做的时候它的频率由输出电压/电感量/Ics上的电阻大小共同决定,有一部分PSR在ICS上到达起控那个点就开始调频了,有的是差大概100MA到起控点时就开始调频。我个人觉得应该和RCC很象,占空比由输入电压和输出电压决定跟调频无关,所以在设计的时候我用实际的初级IP和电感量算出BMAX,当取了合理的BMX和OCP(PSR的OCP客户不要求就一般1.1倍多一点),实际工作频率大概50K左右,还好做了没有出过什么大的问题。请高手分析

是的,有部分电流在转换时,损失在磁芯上了,但基本上是很小的一部分!可以忽略。

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2014-02-18 00:34
@快刀斩乱麻kd
记得当年读书的时候,老师跟我们讲,说变压器这个玩意,他只是能量转换器件初级跟次级间的电流关系并不是完全的对应着NP*IP=IS*NS

是的,有部分电流在转换时,损失在磁芯上了,但基本上是很小的一部分!可以忽略。

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2014-02-18 00:35
@爱在春天
是的,有部分电流在转换时,损失在磁芯上了,但基本上是很小的一部分!可以忽略。

能这样解释的吗?是不是应该和原边导通时间和工作模式有关系呢?

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2014-02-18 00:36
@yif的奇幻路程
5V1A满载110V的时候效率可以做70

我用3706做的LED驱动,才50%多的效率,实在汗颜。

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2014-02-18 00:37
@江洋大盗哥哥
我用3706做的LED驱动,才50%多的效率,实在汗颜。

那也得看看输出电压多少了.电压低的话可以理解.

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2014-02-18 13:49

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