设计输出28.5W的电源，只帯载2W后就出现了输出电压急剧下降，再加重负载即出现震荡现象

大家好,我是新手，第一次设计开关电源变压器，现在这个案子的主要参数是：

VIN:180Vdc-1000Vdc(我是按90Vmin设计的），Vout：5V/1.5A(主反馈)，+15V/0.5A,-15V/0.1A,+12V/1A

Fs=120Khz(90V），60Khz（1000V）变频控制。

变压器参数 :如图附件所示

我的设计思路是，在90Vmin，满载情况下是变压器工作于CCM模式，电流纹波率取r=0.5，计算的过程是按照《精通开关电源设计》-SanjayaManiktala进行的。

反馈控制环路的补偿元件是在网上下载的资料自己计算的，不知道合不合理

现在出现了匪夷所思的现象：

理论设计PO=28.5W的电源，在其他支路接假负载的情况下，主反馈支路仅仅带载2.5W左右（10R电阻）就出现了输出电压的急剧下降，（4.99V降至4.03V),而在开路情况下各路输出还算正常；当我把负载增加到5W时，输出电压开始出现不稳定的振荡（时高时低，在2.0-4.0V周期性跳变，不知是不是所说的振荡现象）为什么我的电源仅仅带载不到10%就出现上述现象呢？

原理图，PCB图及变压器设计图如附件，请论坛中的老师和各位电源前辈高手指点，这个案子领导要我在春节前搞定，现在有点山穷水尽的感觉了。

另：变压器引脚说明

+5V: 5TS(PIN 8-7) +15V: 13TS(PIN 10-7) -15V:16TS(PIN 12-7) +12：A-Bbyq PCB图及原理图

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refale

LV.3

2012-01-14 07:45

补充一点：

初期变压器设计时 Lp=870UH,Np=42匝，其余各次级绕组匝数也相应较小，但是让供应商试绕测试后发现，变压器在直流偏置1A的情况下就出现了电感量下降20%的情况，由于我设计的电源最大峰值电流大约1A所以为防止饱和，将NP匝数提高到了64匝。

refale

LV.3

2012-01-14 18:15

@refale

补充一点：初期变压器设计时Lp=870UH,Np=42匝，其余各次级绕组匝数也相应较小，但是让供应商试绕测试后发现，变压器在直流偏置1A的情况下就出现了电感量下降20%的情况，由于我设计的电源最大峰值电流大约1A所以为防止饱和，将NP匝数提高到了64匝。

顶一下，别沉了

mko145

LV.8

2012-01-15 11:15

帮顶一下，能不能上个pdf的线路图~

refale

LV.3

2012-01-15 15:09

@mko145

帮顶一下，能不能上个pdf的线路图~

好，再传一个PDF模式的原理图原理图

世界真奇妙

2012-01-15 18:13

1. 不需要变频控制；

2. 降低工作频率到27K；

3. 不要按90Vmin设计，这是自寻烦恼。按160Vmin设计即可；

4. 选择优质铁氧体磁芯材料，必须确保BS不小于0.5T。（Lp=870UH，Np=42匝，峰值电流1A是不会饱和的，如果饱和是因为磁材的质量太差）

5. 变压器设计：Lp=3000UH，Np=130匝，次级5V，8匝；其他绕组你自己算。三明治绕法。

6. 注意减小初级绕组层间分布电容，减小初级与次级之间的分布电容。

mko145

LV.8

2012-01-16 00:07

1. 感觉上不是变压器的问题，变压器设计的再差也不会几瓦都带不起。材料也不会有那么大影响。

2. 把C27拿掉看看，好像记得431哪里不能加电容。

3. 简化电路，试试把变频，保护之类的电路先断开。只保留主要电路，看看能否正常工作。

4. 用示波器逐点观察波形，尤其是反馈部分。

hanww2006

LV.4

2012-01-16 15:38

世界真奇妙

2012-01-16 16:41

@mko145

1.感觉上不是变压器的问题，变压器设计的再差也不会几瓦都带不起。材料也不会有那么大影响。2.把C27拿掉看看，好像记得431哪里不能加电容。3.简化电路，试试把变频，保护之类的电路先断开。只保留主要电路，看看能否正常工作。4.用示波器逐点观察波形，尤其是反馈部分。

原则上同意第7贴的意见，把电路简化到最普通的经典电路，先不要上高压，看看300V时是否可以正常工作，慢慢提高电压，就会发现什么电压工作不行了。

refale

LV.3

2012-01-16 18:05

@世界真奇妙

1. 不需要变频控制；2. 降低工作频率到27K；3. 不要按90Vmin设计，这是自寻烦恼。按160Vmin设计即可；4. 选择优质铁氧体磁芯材料，必须确保BS不小于0.5T。（Lp=870UH，Np=42匝，峰值电流1A是不会饱和的，如果饱和是因为磁材的质量太差）5. 变压器设计：Lp=3000UH，Np=130匝，次级5V，8匝；其他绕组你自己算。三明治绕法。6. 注意减小初级绕组层间分布电容，减小初级与次级之间的分布电容。

前辈，您好！

感谢您的指导！有以下几点疑问:

1 工作频率降低的这么低啊，您的意思是不是说：在高压阶段700-1000V时,给芯片足够的导通时间?防止出现占空丢失的情况?

2 您推荐的变压器参数是基于DCM模式还是CCM模式呢?

refale

LV.3

2012-01-16 18:10

@mko145

您好!

C27我拿掉了,当初的想法是增加一个软启动功能,因为UC3845推荐的软启功能太复杂了

今天调试了一天终于找到了原因：

我起初是吧欠压保护与过压保护断开的，可是只断开了VCC,结果还是不行，比较器输出通过D2，D3把comp脚箝位在低电平，导致反馈无效，所以输出一直建立不起来

去掉D2，D3后故障现象消失！

不过又有了一个问题：

随着输出负载的增加，电源的启动电压也增加，这个原因还没找着

mko145

LV.8

2012-01-16 23:15

@refale

您好!C27我拿掉了,当初的想法是增加一个软启动功能,因为UC3845推荐的软启功能太复杂了今天调试了一天终于找到了原因：我起初是吧欠压保护与过压保护断开的，可是只断开了VCC,结果还是不行，比较器输出通过D2，D3把comp脚箝位在低电平，导致反馈无效，所以输出一直建立不起来去掉D2，D3后故障现象消失！不过又有了一个问题：随着输出负载的增加，电源的启动电压也增加，这个原因还没找着

电源的启动电压增加? 是说原来150V能启动，现在负载大了要200V才行？看来电流消耗还是蛮大了。除了IC自身用电，还有驱动电路和比较器等电路的电流。大概是由于负载大之后，反馈绕组的电压上升变慢，造成不能启动 ~

1. 可以考虑减小R30-34的电阻阻值试试，比如说减小一半。既然用了三极管Q2来控制，就不在乎启动时给大点电流。瞬间电阻应该能承受。

2. 或者试试加大电容 C21。唯一的影响是启动时间会变长些。

世界真奇妙

2012-01-17 08:45

@refale

UC3845启动电压回差太小，改用3844试试。

refale

LV.3

2012-01-18 22:29

@世界真奇妙

UC3845启动电压回差太小，改用3844试试。

前辈，您好！

这两天一直在调试，今天公司聚餐也没来得及跟帖。

把这几天的实验进度罗列一下，并提出几个问题，请前辈和各位高手指点！

1 附件是我在测试150V-400V,负载由13.5W-18W的情况，黄色：下管驱动波形

蓝色：下管VDS

2 在不同负载下，在不同的电压下似乎均出现了大小波问题，此时电源已进入连续模式，是否需要进行斜率补偿，用哪一种方式较好呢？

RC,还是RC+PNP得方式？

3 请前辈和高手协助看看波形有没有什么异常（除了大小波）是否可以继续提高电压至1000V?

150V 13.5W 180V 13.5W(开始进入CCM)

250V 13.5W 350V 13.5W

400V 13.5W

refale

LV.3

2012-01-18 22:34

@refale

前辈，您好！这两天一直在调试，今天公司聚餐也没来得及跟帖。把这几天的实验进度罗列一下，并提出几个问题，请前辈和各位高手指点！1附件是我在测试150V-400V,负载由13.5W-18W的情况，黄色：下管驱动波形蓝色：下管VDS2在不同负载下，在不同的电压下似乎均出现了大小波问题，此时电源已进入连续模式，是否需要进行斜率补偿，用哪一种方式较好呢？RC,还是RC+PNP得方式？3请前辈和高手协助看看波形有没有什么异常（除了大小波）是否可以继续提高电压至1000V?[图片] 150V13.5W[图片] 180V13.5W(开始进入CCM)[图片] 250V13.5W[图片] 350V13.5W[图片] 400V13.5W

156V 16.5W(大小波出现）

225 V 16.5W（开始进入ccm）

400V 16.5W

refale

LV.3

2012-01-18 22:40

@refale

[图片] 156V16.5W(大小波出现）[图片] 225 V16.5W（开始进入ccm）[图片] 400V16.5W

160V 18W(大小波）

290V 18W(开始进入CCM,黄色VRsense）

400V 18W

世界真奇妙

2012-01-19 09:54

看了14到16贴的波形图，负载功率小于18W，输入电压小于200V时，就出现明显的大小波；负载达到28W时，可能输入电压小于300V，就会出现明显的大小波；首先应该解决大小波的问题。

影响大小波有3个原因：

1. 次级整流管的RC吸收电路的C容量太大，可先删除试试（C44，C45，C46全部删除）；

2. 次级整流管的速度不够快；

3. 3844的3脚的RC（R36，C20）的时间常数太小，本案的680P，1K已经不小了，但是，在时间常数不变的情况小，应该使用大容量的C，小阻值的R，滤波效果较好。

ymyangyong

2012-01-19 10:35

@refale

[图片] 160V18W(大小波）[图片] 290V18W(开始进入CCM,黄色VRsense）[图片] 400V18W

提醒一下，上到250v以上时Y电容耐压会不够！另感觉C15滤波电容偏小了。

refale

LV.3

2012-01-25 09:24

@世界真奇妙

看了14到16贴的波形图，负载功率小于18W，输入电压小于200V时，就出现明显的大小波；负载达到28W时，可能输入电压小于300V，就会出现明显的大小波；首先应该解决大小波的问题。影响大小波有3个原因：1. 次级整流管的RC吸收电路的C容量太大，可先删除试试（C44，C45，C46全部删除）；2. 次级整流管的速度不够快；3. 3844的3脚的RC（R36，C20）的时间常数太小，本案的680P，1K已经不小了，但是，在时间常数不变的情况小，应该使用大容量的C，小阻值的R，滤波效果较好。

前辈以及论坛上的朋友！大家过年好！

过年这几天来不及整理思路，今天抽空把各位的建议整理了一下，准备年后继续调试，请前辈及各位电源高手指点！

年前电源调试的状况：

输入电压最高加到VIN=550V(调压器整流后最高电压，年后准备搭一个倍压电路，苦啊，没个合适的输入电源！请大家能推荐一下么？）

负载加到满载28W

现象：进入CCM模式后，在低压时（150-200V,随负载不同而不同)出现明显的大小波问题，进入中压（300V以上）大小波消失。但是工作一段时间发现在大小波的情况下，MOS和变压器似乎并没有出现异常发热，不知大小波是否对电源有危害。

疑问：大小波和次谐波振荡是一回事么？我的电源虽然出现了大小波但是输出仍然正常，并没有发生振荡现象啊

后续改善的一些措施（根据大家提供的意见进行整理）

①加入射极跟随器式的斜率补偿电路：在M=0.75，D=0.5设计

②调整电感电流的检测滤波元件RC的时间常数，尝试C=1nF的效果，大小波的问题有可能是3脚有异常尖峰干扰引起

③次级整流管的RC吸收电容C容量太大，（调试中我的电路中只有5V主反馈加了RC，大概是C=1nF,R=20欧），去掉RC再调试

④PCB布线问题（我在画板时让功率低与信号地在R38<0欧>单点接地,信号地采用大面积铺铜的方式，请大家看看我的PCB版图，因为辅助供电的地与共模电容CY的地与信号的大面积地共地，是否会产生高频干扰？这个我比较担心）

⑤次级整流管的速度偏低

（基本上都是超快恢复和肖特基的管子了）

xm_qiang

LV.4

2012-01-25 11:13

@refale

前辈以及论坛上的朋友！大家过年好！过年这几天来不及整理思路，今天抽空把各位的建议整理了一下，准备年后继续调试，请前辈及各位电源高手指点！年前电源调试的状况：输入电压最高加到VIN=550V(调压器整流后最高电压，年后准备搭一个倍压电路，苦啊，没个合适的输入电源！请大家能推荐一下么？）负载加到满载28W现象：进入CCM模式后，在低压时（150-200V,随负载不同而不同)出现明显的大小波问题，进入中压（300V以上）大小波消失。但是工作一段时间发现在大小波的情况下，MOS和变压器似乎并没有出现异常发热，不知大小波是否对电源有危害。疑问：大小波和次谐波振荡是一回事么？我的电源虽然出现了大小波但是输出仍然正常，并没有发生振荡现象啊后续改善的一些措施（根据大家提供的意见进行整理）①加入射极跟随器式的斜率补偿电路：在M=0.75，D=0.5设计②调整电感电流的检测滤波元件RC的时间常数，尝试C=1nF的效果，大小波的问题有可能是3脚有异常尖峰干扰引起③次级整流管的RC吸收电容C容量太大，（调试中我的电路中只有5V主反馈加了RC，大概是C=1nF,R=20欧），去掉RC再调试④PCB布线问题（我在画板时让功率低与信号地在R38单点接地,信号地采用大面积铺铜的方式，请大家看看我的PCB版图，因为辅助供电的地与共模电容CY的地与信号的大面积地共地，是否会产生高频干扰？这个我比较担心）⑤次级整流管的速度偏低（基本上都是超快恢复和肖特基的管子了）

输入电源可用一百多瓦的变压器，输入端要有220V和380V的，输出要有127V（市场上有卖的），调压器输出接变压器127V，380V端接开关电源输入端。调压器在220V市电情况下最高输出一般可达265V，变压器输出交流可达265*380/127大约800v交流，直流1100V左右。

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