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【我是工程师第二季】准谐振+同步整流 12V2A输出,目标效率86%

  • 2016-04-09 11:47
  • hellbaron

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  • 输入:AC176-242V     

    输出:12V2A

    效率:86%(目标)【46贴:第一次测试90%

    纹波:≤80mv

        以前没做过准谐振,这次找个小功率试一下。准谐振芯片用的ICE2QS03G。

        上传一份准谐振芯片ICE2QS03G的datasheet。

    ICE2QS03G.pdf

         

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  • hellbaron

    LV.1

    2016-04-09 14:23

    @

      我分析一下准谐振,供大家参考,有什么不对的地方欢迎拍砖!

        说准谐振得先说反激:

    反激

        图1所示为反激式开关电源的基本电路原理图VT为开关管。Lp为初级电感量,包括Lm和Lk(漏感)。D1为整流管。Vin为输入的直流电压Cd代表漏-源总的电容,包括MOS开关管D-S电容,变压器线圈的寄生电容和电路中其他的离散电容。

    反激2

       图2为反激电源的工作波形。对于反激式开关电源,开关管是在电流最大时关断的,因而会产生关断损耗。对于工作与CCM模式的电源,MOS管开通电压为Vin;对于DCM来说,MOS管的导通发生在震荡的任何情况,可能是谷底也可能在峰顶。这样损耗都比较大。

    准谐振波形

    准谐振波形2

        图3、4、5为准谐振Vds波形,从图中能看出,MOS管是在震荡的谷底开通,这样就减少了开通损耗。准谐振芯片就是检测Vds震荡波形的谷底,控制MOS管在谷底导通,这样比普通的反激导通损耗低。(有的文章说如果设计的好还可以降低关断损耗,这点我不认同,有哪位大神可以给解惑么?)我认为准谐振不能减少关断损耗。

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  • hellbaron

    LV.1

    2016-04-09 16:06

    @

        以前没接触过准谐振,所以DATASHEET对我来说很重要。

    特征

    特点

        除了低负载的情况,都工作在准谐振模式。

        为了获得低的待机功耗,在轻载或没有负载的情况下工作在主动突发模式

        随着负载的减小频率降低。

        启动单元,开机后给VCC恒流充电。

        内置数字软启动。

        检测校正和逐周期电流峰值限制。

        VCC过压、欠压,电路开环、过载保护,可自动重启。

        可调的输出过压保护和线圈短路保护都是锁存模式。

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  • xzbcc

    LV.1

    2016-04-09 16:30

    @hellbaron

        以前没接触过准谐振,所以DATASHEET对我来说很重要。

    特征

    特点

        除了低负载的情况,都工作在准谐振模式。

        为了获得低的待机功耗,在轻载或没有负载的情况下工作在主动突发模式

        随着负载的减小频率降低。

        启动单元,开机后给VCC恒流充电。

        内置数字软启动。

        检测校正和逐周期电流峰值限制。

        VCC过压、欠压,电路开环、过载保护,可自动重启。

        可调的输出过压保护和线圈短路保护都是锁存模式。

    您好,讲的很到位,只是初学者的我有个问题,谐振时,不是应该有谐振电流吗?为什么看波形,谐振电流或者没有,或者只有一个大尖峰,在谐振发生过程中,电流难道不是一直存在的吗?
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  • hellbaron

    LV.1

    2016-04-09 17:05

    @xzbcc

    您好,讲的很到位,只是初学者的我有个问题,谐振时,不是应该有谐振电流吗?为什么看波形,谐振电流或者没有,或者只有一个大尖峰,在谐振发生过程中,电流难道不是一直存在的吗?

        其实是有谐振电流的,只不过很小。你是看的图4、5吧,那个电流波形是测的初级Rsense的两端电压,Rsense本身比较小,所以显示不出来。我是这样理解的。

    普通反激

        普通反激也是有震荡的,它的导通不一定在谷底。准谐振就是检测到震荡的谷底,控制MOS在谷底导通,来减少损耗。

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  • hellbaron

    LV.1

    2016-04-09 17:25

    @

        引脚:

    脚位

        和普通的反激芯片差不多,就是1脚:过零检测不一样。他是通过检测辅助绕组线圈上的电压(注意不是VCC),来判断是否震荡到谷底。

    电路图

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  • hellbaron

    LV.1

    2016-04-09 21:06

    @

    原理图.pdf上传一份原理图。

    原理图

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  • tonyleu

    LV.1

    2016-04-10 10:44

    @hellbaron

    原理图.pdf上传一份原理图。

    原理图

    尽量把Vor取大点。继续关注。。。
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  • hellbaron

    LV.1

    2016-04-10 20:56

    @tonyleu

    尽量把Vor取大点。继续关注。。。
        对,Vor(反射电压)取值越大大,振荡的波谷就越低。这样开关MOS导通电压就低,损耗就低了。
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  • konglingzhi

    LV.1

    2016-04-11 08:59

    @

    好奢侈,好像有客户用反激+肖特基也做到这个效率
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  • 电源网-天边

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    2016-04-11 09:57

    @

    加高亮  楼主继续继续
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