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关于TopSwitch-HX系列芯片工作模式的切换问题以及实际应用中遇到由于工作模式的差异对性能有较大影响,请指点!
阅读: 635 |  回复: 9 楼层直达

2018/02/10 22:55:21
1
wqy9006118
电源币:2 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵

1. Topswitch手册中有一图没有看懂,或者说对其四种开关模式(全频模式、变频模式、低频模式、多周期模式)是怎么切换的没有理解清楚。

我应用的TOP254YN这个型号,在Topswitch-HX系列芯片的手册中通过“图9控制引脚特性(多模式工作)”来描述四种开关模式的切换。

开关频率为132KHz时ICD1的典型值为1.3mA、IB的典型值为1.6mA、ICOFF的典型值为4.6mA,横坐标的控制电流是逐渐增加的,我对图9的三幅图是这样理解的:

(1)第1幅图描述的是一个宏观的占空比和流入控制引脚电流的一个关系,宏观的占空比,其所指的占空比包括全频模式下占空比的调整、变频模式周期的调整、低频模式占空比的调整、多周期模式开通周波数的调整。

(2)第2幅与第3幅图具有一定的实际对应关系,控制电流在IB~IC01段,开关电源工作在全频模式,调整占空比会直接影响Topswitch中的MOSFET的漏极电流,随着控制电流的增大,占空比逐渐减小,漏极峰值电流逐渐减小,当漏极峰值电流/芯片额定的漏极峰值电流为55%时(典型值),芯片进入变频模式工作,此转折点对应电流IC01。

(3)进入变频模式后,MOSFET的导通时间固定,随着控制电流的增大,MOSFET关断的时间变长(Ton不变,Toff变长),此工作模式由于Ton不变,所以MOSFET的漏极峰值电流一直恒定不变,当MOSFET的的开关频率降低到30KHz时,芯片进入低频工作模式(30KHz)。

(4)随着控制电流的继续增大,MOSFET的的占空比继续降低(频率30KHz)。随着占空比的降低,漏极峰值电流逐渐减小,当漏极峰值电流/芯片额定的漏极峰值电流为25%时(典型值),芯片进入多周期调制模式工作,此转折点对应电流IC03。

(5)多周期工作模式根据手册介绍我是这样理解的,进图多周期工作模式后,MOSFET每次会连续开关4~5周期(30KHz),当漏极峰值电流/芯片额定的漏极峰值电流为25%时(典型值)(注:中文手册描述错误,英文手册描述正确),MOS管将关断,直到控制引脚电流下降到IC(OFF)以下(不解:在此模式下MOFFET导通的4~5个周期一定会使控制电流超过IC(OFF)吗?),MOSFET再次启动开关状态。

 

我的问题:

(1)首先我不明确控制电流指的是哪里的电流?

我的理解控制电流是流入Topswitch控制引脚C的电流IC,如果是这个电流,我认为当输出电压固定后,反馈光耦串联的限流电阻固定后,电流IC只会在一个很小的范围内波动,如果不是这样IC又是哪个电流呢?

1. 我遇到的实际问题。

大概一年多以前设计了一款基于TOP254YN的多路开关电源,原理图如图2所示。

图1开关电源原理图

最下面一路是控制路,其余六路为辅助输出,由于实际应用对其余六路电压要求比较低,故没有单独做稳压,主路输出DC5V,其余六路变压器匝数相同,大概也是输出DC5V。现在出现的问题是,当主路空载时,六路辅路都接近满载,六路辅路输出的电压波动非常大,波动大概2V左右,主路的纹波也变大,大概200mV。观测MOSFET两端电压VDS,发现故障板开关电源处于多周期模式,并且输出电压波动于VDS开关的波形能对应上(周期大概是7~10ms)。而之前打样的开关电源电路板,即使主路空载,六路辅路接近满载,辅路输出电压也基本没有波动(主路纹波50mV内,辅路纹波150mV内),观测样板MOSFET两端电压VDS应该处于变频模式(开关频率约60KHz)  将样板和现在的故障板所有的元器件都互换一遍,样板开关电源依旧工作正常,现在的故障板依旧不正常,实际应用的PCB与打样板稍有些差异,但这微小的差异会影响这么大,PCB的差异会影响开关电源的工作模式?

2018/02/11 20:50:23
2
斌520
电源币:5819 | 积分:23 主题帖:28 | 回复帖:1629
LV9
军长
好资 料,图文并茂
2018/02/11 22:29:12
3
wqy9006118
电源币:2 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵
我是疑问大大的!
2018/02/12 13:35:12
4
紫蝶
电源币:1083 | 积分:5 主题帖:25 | 回复帖:598
LV8
师长
主路输出的DC5V功率可以做到多大?其余6路的5VDC功率多大了?
2018/02/12 22:41:40
7
wqy9006118
电源币:2 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵
我这个时小功率的,每路都是5V 600mA
2018/02/12 13:36:10
5
紫蝶
电源币:1083 | 积分:5 主题帖:25 | 回复帖:598
LV8
师长
这么多路输出,不好调试,变压器绕制也复杂。看输出纹波挺大的。
2018/02/12 22:43:05
8
wqy9006118
电源币:2 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵
正常工作的板子无论负载情况怎样,纹波都还可以吧!?
2018/02/12 15:05:53
6
ycdy09@163.com
电源币:567 | 积分:10 主题帖:106 | 回复帖:562
LV8
师长
全频模式、变频模式、低频模式、多周期模式这么多种通常在上面情况下用到啊!
2018/02/12 22:44:35
9
wqy9006118
电源币:2 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵
我现在图9还是没理解好!
2018/03/01 20:25:58
10
wyhl
电源币:27 | 积分:3 主题帖:46 | 回复帖:318
LV7
旅长
这个帖子不错,学习受教了。这么多模式,这么多输出电路,难度比较大。
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