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反激电源输出负载从100%阶跃到0时出现输出电压过冲

现作了个5V3A输出电源,当负载从100%阶跃到空载时出现输出电压过冲,过冲到5.6V,恢复时间200us,假负载为200欧,反馈电路中的431 R、K两端采用10K串0.01u电容,3842的1、2脚之间为0.01u并5K1电阻,变压器初级62T,次级4T,工作频率130K,我曾试过加快反馈响应速度,但只能改变过冲恢复时间,而不能改变过冲幅度,请各位高手支招,感激不尽!!!
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jacki_wang
LV.11
2
2006-02-09 20:18
加大输出滤波电容可以改善.
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2006-02-09 21:01
同意JACKI WANG 意見
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qaz33510
LV.9
4
2006-02-09 21:19
赞成斑竹的建议
因为过冲电压 ΔV≈ΔI*sqrt(Ls/Co),其中 ΔI=电流阶跃,Ls=次级电感,Co=输出电容,所以加大Co可减低ΔV.
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zzysccd
LV.6
5
2006-02-09 22:36
这是局部电路图,在家画的,有点丑,参数没有错
另外问问,我的输出滤波电感用的铁粉芯磁环,以前都是用铁氧体磁棒,不知道过冲和这个电感有没有关系
还有你们说加大输出电容是加在滤波电感前面还是后面
谢谢大家

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/38/1139495761.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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2006-02-10 08:37
@qaz33510
赞成斑竹的建议因为过冲电压ΔV≈ΔI*sqrt(Ls/Co),其中ΔI=电流阶跃,Ls=次级电感,Co=输出电容,所以加大Co可减低ΔV.
你的過衝電壓的公式是怎麼導出來?
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小林子
LV.2
7
2006-02-10 08:54
@zzysccd
这是局部电路图,在家画的,有点丑,参数没有错另外问问,我的输出滤波电感用的铁粉芯磁环,以前都是用铁氧体磁棒,不知道过冲和这个电感有没有关系还有你们说加大输出电容是加在滤波电感前面还是后面谢谢大家[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/38/1139495761.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
817画反了,D1用低频管?输出电容不是小了,而是大了,用三个220U并试试.不行就把反馈放到3842的第一脚,二脚接地
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zzysccd
LV.6
8
2006-02-10 09:09
@小林子
817画反了,D1用低频管?输出电容不是小了,而是大了,用三个220U并试试.不行就把反馈放到3842的第一脚,二脚接地
不好意思,817是画反了,大家明白就是了
我曾经把C21去掉了,没什么变化
D1 UF4007是超快恢复的,不同于1N4007
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2006-02-10 09:18
@zzysccd
不好意思,817是画反了,大家明白就是了我曾经把C21去掉了,没什么变化D1UF4007是超快恢复的,不同于1N4007
你的濾波電感是不是用的太大了,你為什麼要用磁環呢?為什麼不用小感量的磁棒呢?
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2006-02-10 10:27
@qaz33510
赞成斑竹的建议因为过冲电压ΔV≈ΔI*sqrt(Ls/Co),其中ΔI=电流阶跃,Ls=次级电感,Co=输出电容,所以加大Co可减低ΔV.
请问你式中SQRT是什么意思,谢谢!
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shdoqi
LV.6
11
2006-02-10 10:40
@小林子
817画反了,D1用低频管?输出电容不是小了,而是大了,用三个220U并试试.不行就把反馈放到3842的第一脚,二脚接地
有电感就会有过冲,过冲电压没变化说明你的输出过冲主要是由输出电容上的ESR造成的,所以最好的办法就是增加输出电容和选择小ESR的电容,你是不能通过调反馈速度解决这个问题的.
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qaz33510
LV.9
12
2006-02-10 11:09
@从心开始
请问你式中SQRT是什么意思,谢谢!
因为这时的输出阻抗Zo=√(L/C),所以ΔV=ΔI*Zo ,因为电感电容的ESR的存在,所以是≈.
sqrt 就是square root,开方根
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cf100
LV.7
13
2006-02-10 11:17
@zzysccd
这是局部电路图,在家画的,有点丑,参数没有错另外问问,我的输出滤波电感用的铁粉芯磁环,以前都是用铁氧体磁棒,不知道过冲和这个电感有没有关系还有你们说加大输出电容是加在滤波电感前面还是后面谢谢大家[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/38/1139495761.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
还是反馈环路出问题了.

R?5K1要接在电感前,如果从电感后闭合反馈回路的话,环路中就有LC低通,带宽受限制,反应速度跟不上.

C7也多余,额外的移相会造成环路不稳.
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cf100
LV.7
14
2006-02-10 11:42
@zzysccd
这是局部电路图,在家画的,有点丑,参数没有错另外问问,我的输出滤波电感用的铁粉芯磁环,以前都是用铁氧体磁棒,不知道过冲和这个电感有没有关系还有你们说加大输出电容是加在滤波电感前面还是后面谢谢大家[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/38/1139495761.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
从你的图中看出,环路所加的补偿太多.

L1、C23,LC低通,谐振频率1126Hz.
R23、C24,比例积分,截止频率159Hz.
R1、C1,滞后补偿,截止频率312Hz.
R10、C7,积分器,截止频率3120Hz.

我前帖中所提的反馈取样点提前以取消环路的LC低通;省略C7以取消积分器.

你的补偿频率还可以提高,比如减少R23以提高比例积分的截止频率,减小C1以提高滞后补偿的截止频率.
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zzysccd
LV.6
15
2006-02-10 12:57
@cf100
从你的图中看出,环路所加的补偿太多.L1、C23,LC低通,谐振频率1126Hz.R23、C24,比例积分,截止频率159Hz.R1、C1,滞后补偿,截止频率312Hz.R10、C7,积分器,截止频率3120Hz.我前帖中所提的反馈取样点提前以取消环路的LC低通;省略C7以取消积分器.你的补偿频率还可以提高,比如减少R23以提高比例积分的截止频率,减小C1以提高滞后补偿的截止频率.
谢谢,我试试
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zzysccd
LV.6
16
2006-02-10 12:59
@shdoqi
有电感就会有过冲,过冲电压没变化说明你的输出过冲主要是由输出电容上的ESR造成的,所以最好的办法就是增加输出电容和选择小ESR的电容,你是不能通过调反馈速度解决这个问题的.
我试了,在输出端又加了一个1000u,过冲电压降到了5.3V,有改善,但我不明白的是:你说有电感就有过冲,那么有没有办法改电感来解决这个问题呢
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zzysccd
LV.6
17
2006-02-10 13:01
@poweroneworld
你的濾波電感是不是用的太大了,你為什麼要用磁環呢?為什麼不用小感量的磁棒呢?
20uH不算大吧,我试了,换成铁氧体电感一样,过冲没改善
我的板子高度不能超过16mm,用磁棒的话立着放高了,横着放又觉得太占地方,所以找了个高度合适的磁环立着放
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shdoqi
LV.6
18
2006-02-10 13:20
@zzysccd
我试了,在输出端又加了一个1000u,过冲电压降到了5.3V,有改善,但我不明白的是:你说有电感就有过冲,那么有没有办法改电感来解决这个问题呢
电感上的电流不能突变,可以考虑是平均电流,当正常输出突然断开开,电感上的电流就会流到电容里面,在电容的ESR上就会产生电压,所以产生的瞬态过冲几乎和环路反应速度没影响,正如你所看到的环路会影响到过冲的时间,CF100说的一些东西是对环路稳定的分析有用,对瞬态分析是不够的.
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shdoqi
LV.6
19
2006-02-10 13:38
@zzysccd
我试了,在输出端又加了一个1000u,过冲电压降到了5.3V,有改善,但我不明白的是:你说有电感就有过冲,那么有没有办法改电感来解决这个问题呢
我看你的电路用了三个电容,前面二个后面一个,我看应该在后面用二个更合理,电感用小点的4.7-10U左右的就可以了,会有点改善,最有效的改善过冲是再加一级阻容滤波,当然这会影响其他指标,如效率等,但你在布线时可尽量考虑这样的效应,如电感后级用二个电容,一个靠近电感,一个靠近输出这样输出线路上的电阻能起到点滤波作用(相当于把过充在电阻和电容的ESR之间分压),在输出电容二端的过充就会减小.
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zzysccd
LV.6
20
2006-02-10 13:40
@shdoqi
电感上的电流不能突变,可以考虑是平均电流,当正常输出突然断开开,电感上的电流就会流到电容里面,在电容的ESR上就会产生电压,所以产生的瞬态过冲几乎和环路反应速度没影响,正如你所看到的环路会影响到过冲的时间,CF100说的一些东西是对环路稳定的分析有用,对瞬态分析是不够的.
确实如你所说,我照CF100说的方法没什么效果.
刚才我又试了一下,把电感前面的C21放到后面去,即CLCC,电容量没变,位置变了,过冲幅度就降到了5.3V,和我刚才在后面加了一个的效果是一样的,那是不是说明在拆销负载的瞬间,电感电流流到后面的的电容上了?我再在后面加了个1000u的,即CLCCC,过冲电压降到了5.2V
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shdoqi
LV.6
21
2006-02-10 14:28
@zzysccd
确实如你所说,我照CF100说的方法没什么效果.刚才我又试了一下,把电感前面的C21放到后面去,即CLCC,电容量没变,位置变了,过冲幅度就降到了5.3V,和我刚才在后面加了一个的效果是一样的,那是不是说明在拆销负载的瞬间,电感电流流到后面的的电容上了?我再在后面加了个1000u的,即CLCCC,过冲电压降到了5.2V
是,主要问题就是电感上的电流瞬间不会有变化,正常情况下这个电流流向负载,而在顺态负载断开的情况下这个电流就会流到电容中,由于电容的ESR这个电流就会在ESR上产生电压,而这个顺态的东西不是有环路的反应时间能改变的.
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zzysccd
LV.6
22
2006-02-10 15:33
@shdoqi
是,主要问题就是电感上的电流瞬间不会有变化,正常情况下这个电流流向负载,而在顺态负载断开的情况下这个电流就会流到电容中,由于电容的ESR这个电流就会在ESR上产生电压,而这个顺态的东西不是有环路的反应时间能改变的.
谢谢,顺便问问,这个过冲我以前做电源时都没在意,那一般电源产品有没有这项指标要求呢,如果有的话要求是不超过输出电压的百分之几呢?原来我做电源只考虑了从空载阶跃到50%或100%负载时,电压暂态变化不超过+-5%
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2006-03-05 22:38
@qaz33510
因为这时的输出阻抗Zo=√(L/C),所以ΔV=ΔI*Zo,因为电感电容的ESR的存在,所以是≈.sqrt就是squareroot,开方根
Zo=√(L/C)
?
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xiaodong
LV.9
24
2006-03-06 00:07
d
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power_001
LV.6
25
2006-03-10 09:17
@qaz33510
因为这时的输出阻抗Zo=√(L/C),所以ΔV=ΔI*Zo,因为电感电容的ESR的存在,所以是≈.sqrt就是squareroot,开方根
不知道你的输出阻抗Zo是定义的.
计算是这样吗:

L,C 产生震荡.

WL=1/WCo   W=sqrt(1/LCo)

所以得:Zo=WL=sqrt (L/Co)

能问你一下吗?输出阻抗是怎么定义的,能告诉吗?谢谢.
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qaz33510
LV.9
26
2006-03-10 13:22
@power_001
不知道你的输出阻抗Zo是定义的.计算是这样吗:L,C产生震荡.WL=1/WCo  W=sqrt(1/LCo)所以得:Zo=WL=sqrt(L/Co)能问你一下吗?输出阻抗是怎么定义的,能告诉吗?谢谢.
我说得不太正确,Zo其实是LC组成的特徵阻抗,有阶跃电流ΔI时,在其上便有一过冲/下冲电压Zo*ΔI,好像输出端有一阻抗一样,不过上下冲的电压顶点不发生在电流阶跃那一刹那,而是延迟了1/4个LC震荡周期.
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power_001
LV.6
27
2006-03-11 09:47
@qaz33510
我说得不太正确,Zo其实是LC组成的特徵阻抗,有阶跃电流ΔI时,在其上便有一过冲/下冲电压Zo*ΔI,好像输出端有一阻抗一样,不过上下冲的电压顶点不发生在电流阶跃那一刹那,而是延迟了1/4个LC震荡周期.
谢谢你的解答,不知道计算是是否正确.你是这样计算的吗?能将你的计算过程帖上来吗?
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qaz33510
LV.9
28
2006-03-13 10:33
@power_001
谢谢你的解答,不知道计算是是否正确.你是这样计算的吗?能将你的计算过程帖上来吗?
我未计过,推导应该不难.设LC组合是sL和1/sC并联,阶跃电流是ΔI/s,造成的电压ΔV(s)便是 ΔI*Zo*ωo/(s^2+ωo^2),ωo=1/LC,Zo=sqrt(L/C),转为时域,ΔV(t)=ΔI*Zo*sin(ωo.t).
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