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SG6848的短路保護實現的簡單方法

  • 2004-05-13 08:13
  • greatwill

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  • 最近有很多朋友在問我,爲何SG6848的短路保護難做到?作爲SG的FAE,我已給這些朋友一一作了建議,就實現的效果來看,都感到滿意.由於上網的時間不多,有時不能及時回帖,請各位朋友原諒,如果各位今後有應用上的問題,最好能EMAIL給我GEORGE.LIANG@SG.COM.TW,這樣我可以迅速與各位交流.
    談到SG6848的短路保護問題,就要先了解SG6848短路保護的方法和SG6848的特點:1.SG6848的短路保護是靠拉低VCC的電壓低於UVLO來保護的.這與SG6841/SG6842等不同,他們是靠檢測FB腳的電壓來保護的,因此SG6841/SG6842就不會有短路保護的麻煩.2.SG6848是BI-CMOS製程,啓動點流只有幾十微安,工作電流只有幾毫安.
    參考圖片,輸出短路的時候,NS近似短路,電壓降低,NF也會相應降低,VCC電壓也會降低,低於SG6848的UVLO時,就保護了.現在,假設沒有NF,短路時,變壓器裏就只剩下漏感在起作用,前面已提過,SG6848的工作電流很小,所以1.儅漏感控制得不好時,漏感的能量足以維持SG6848繼續工作,DUTY就只會減小而無法關閉;2.次級短路電阻太大時,就不會只剩下漏感,或者說相當於加大了漏感的作用,結果同1所敍.
    解決辦法:大家知道,對於D4都習慣于用FR103,HER103,UF1003等快恢復或超快恢復的二極管,導致漏感的能量很快加到SG6848上,維持其工作,只要換成1N4007就可以短路保護了(D4上還要串一個電阻,圖上省略),因爲他的恢復慢,漏感的能量難以傳遞到SG6848,這一方法已經過長期大量的實踐檢驗可行.如果有興趣,各位朋友可以去試一下.大家可能擔心這樣會不會損壞D4?請放心,1N4007是1KV重復反壓,而且SG6848的工作點流小,是不會有任何問題的.最好不要用1N4004等,因爲1N4007的PN結厚,結電容小,使漏感對SG6848的影響最小,經對比測試,用1N4007后,輻射干擾可降低2-3DB左右.但有一點不足就是會使待機功耗增大0.06W左右,對於一台30W左右的電源,還是可以做到264V時空載功耗0.3W左右
    目前有很多客戶用這一方法后,做到40W輸出保護沒問題(實際上說40W是保守了一點的,SG6848只是一個PWM芯片,並不能界定輸出功率的大小).


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  • dragon

    LV.1

    2004-05-18 17:33

    @

    这个方法是我自己摸索出来的,可惜之前没有得到指点.
    再者,如果短路都不能保护的话,过流怎么办?在我的低成本电路中已省掉了次级OCP,单靠初级power limit,由于又是宽电压输入,当满足1)低压满载,2)高压空载后,高压时OCP达到了2倍于满载电流.
    另外, SG6848 datasheet 称有constant output power limit, 借助ramp signal of FB 以保证高,低压输入时power limit一致.我实測无此功能.我反映给SG, SG也承认没有, 但是datasheet 中仍然有.
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  • ridgewang

    LV.1

    2004-05-18 18:05

    @初生牛犊

    其实大家可以简单分析一下原因:
    对理想变压器来说,当有任意一匝上电压为零时,所有的电压为零.因此,当输出短路时,VCC感应的电压就很低,从而使芯片处于保护状态.实际情况下,对输出短路时,由于输出回路上的分布参数、整流管压降等等,使得输出绕组上有残存电压,加上由于设计的以宽电压为主,辅助绕组的匝数比较多,导致VCC不能低于IC的门限电压,特别对6848这类CMOS器件来说,即使电路能够保护,由于电容上的残存电压,保护速度较慢.同时,电路又会尝试新的启动,导致常见的输入功率闪动现象.对此,比较常见和有效的办法是在VCC整流电路上串一个电阻,以降低VCC.但此法带来的缺点是空载时由于分布参数的影响消失,输出绕组上的每匝电压降低,使VCC不足,电路处于起-停状态,输出电压呈锯齿波(有的系统有最小负载,这不是问题,问题是客户喜欢空载测电源).又要加上假负载,这又跟低功耗相矛盾.因此,短路、空载、低功耗就成为矛盾.设计核心在变压器上.
    采用4007是一举两得:首先,4007的内阻比较大,相当于理想二极管串接了几十到几百欧的电阻;其次,如果观察会发现,由于漏感的影响,在辅助绕组(输出绕组也一样)的上升沿有一过冲毛刺,这一毛刺会使VCC升高,而采用4007由于速度慢,毛刺部分自然不能通过,达到降低VCC的目的.
    但对此法能否有效使用表示怀疑,4007内阻离散性较大,是否会出现空载不稳的情况??SG的FAE教过一招,就是把VCC绕组绕在一边,结果由于我使用的是PQ磁芯未获成功,以后再也没有尝试过,大家不妨试试.
    真正实用的方法是在整流管上串电感,这是解剖台湾电源学来的招数.大家切记一条:做电源一定多学台湾人的东西,少看理论家们的高谈阔论.
    "真正实用的方法是在整流管上串电感",你实际实验过?上面的不能及时保护的原因分析我同意,但关于4007的作用解释应该是错误的.它不是用来消耗VCC的能量,而是利用其慢速的截止给VCC的能量提供一个泻放的通路.从而拉低VCC,使之进入保护.
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  • hereliu

    LV.1

    2004-05-18 19:16

    @dragon

    这个方法是我自己摸索出来的,可惜之前没有得到指点.
    再者,如果短路都不能保护的话,过流怎么办?在我的低成本电路中已省掉了次级OCP,单靠初级power limit,由于又是宽电压输入,当满足1)低压满载,2)高压空载后,高压时OCP达到了2倍于满载电流.
    另外, SG6848 datasheet 称有constant output power limit, 借助ramp signal of FB 以保证高,低压输入时power limit一致.我实測无此功能.我反映给SG, SG也承认没有, 但是datasheet 中仍然有.
    台湾人有着吹牛传统.
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  • greatwill

    LV.1

    2004-05-19 08:30

    @dragon

    这个方法是我自己摸索出来的,可惜之前没有得到指点.
    再者,如果短路都不能保护的话,过流怎么办?在我的低成本电路中已省掉了次级OCP,单靠初级power limit,由于又是宽电压输入,当满足1)低压满载,2)高压空载后,高压时OCP达到了2倍于满载电流.
    另外, SG6848 datasheet 称有constant output power limit, 借助ramp signal of FB 以保证高,低压输入时power limit一致.我实測无此功能.我反映给SG, SG也承认没有, 但是datasheet 中仍然有.
    請問是那位說沒有的?
    SG6848裏面的確有constant power limit功能,這一點沒吹牛,但由於其内部的補償是固定的,所以難調到高低壓在同一個點上,你可以試一下3842在沒有OPP補償時,看看他的高低壓OPP點差異有多大?
    SG6841/2就克服了這個問題,可以調節啓動電阻來補償高低壓OPP的差異.
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    2004-05-19 09:43

    @cmg

    1N4007的方法以前也说过.
    4007也不是万能的,频率较高时本身会太热.
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    LV.1

    2004-05-19 09:58

    @greatwill

    請問是那位說沒有的?
    SG6848裏面的確有constant power limit功能,這一點沒吹牛,但由於其内部的補償是固定的,所以難調到高低壓在同一個點上,你可以試一下3842在沒有OPP補償時,看看他的高低壓OPP點差異有多大?
    SG6841/2就克服了這個問題,可以調節啓動電阻來補償高低壓OPP的差異.
    首先,这是个私下论坛,仅作私下讨论用.
    我发过Isns波形给SG技术人员,请看如下Email:

    as the new spec is "0.85V ramp to 1V within duty 45%", I had a test at Vin 254Vac overload condition. The duty is 2.8uS/15.4uS=18.2%(65KHz), Vsense limit should be 0.85+18.2%/45%*0.15=0.91V, but the actual Vsense is still 1V, please refer to the picture. Could you explain why?

    答复是:
    1. The tolerance of "1V limit" is +/-5%.
    2. For the calculation result, I had a discussion with our AE in Taipei.They suggest me to follow the testing result caused from the OPP point of high line is higher than low line based on their experience. So,could you please consider the OPP point on 1V when you do the design and evaluation?
    Best Regards,
    SGC Richard Chang
    1084931237.tif1084931263.tif

    当考虑Isns的delay200nS后,也不该有如此大的差异.
    另外,我觉得,该功能ramp signal of FB 还应考虑到低压时OCP是连续模式,高压时非连续,那么ramp siganl 起点应再低些.
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  • dragon

    LV.1

    2004-05-19 10:10

    @gang

    我深有体会,我用SG6848做30W系列时也是靠拉低VCC来进行短路保护的,效果也比较好.
    请问你做OCP是在次级加current sense,然后光耦直接拉低Vcc?拉低Vcc用什么管子?我觉得Vcc带载能力较强,不易被拉低,不如拉低FB或升高Isns.
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  • gang

    LV.1

    2004-05-19 11:54

    @cmg

    对作者是原创,对本论坛来说已经不是原创,这些以前都有讲过.包括原理和解决方法.
    对原理的描述有些问题.是初次级间的电容造成了问题,把次级远离初级一般问题就可解决,也可以认为是初级和供电绕组间的漏感太小造成的,而不是太大.远离初级后漏感就大了,问题就解决了.
    加1N4007的原理不是漏感能量不能到达供电绕组,而是利用4007的关断速度慢,让能量回流回去.
    我认为初级和供电绕组远离,初级和供电绕组的漏感增大了是事实,但这不是造成VCC拉低的本质原因.我认为本质原因是造成短路VCC不降低是由于初级和供电绕组:1.偶合的紧的话初级的漏感产生的电压更容易感应到供电绕组,造成电压升高;2.紧偶合初级和供电绕组的分布电容增大,初级能量容易偶合到辅助绕组,造成电压升高.
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  • gang

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    2004-05-19 11:57

    @ridgewang

    "真正实用的方法是在整流管上串电感",你实际实验过?上面的不能及时保护的原因分析我同意,但关于4007的作用解释应该是错误的.它不是用来消耗VCC的能量,而是利用其慢速的截止给VCC的能量提供一个泻放的通路.从而拉低VCC,使之进入保护.
    这样我到VCC并联一个适当的电阻,就可以实现的了?
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    LV.1

    2004-05-19 12:39

    @dragon

    首先,这是个私下论坛,仅作私下讨论用.
    我发过Isns波形给SG技术人员,请看如下Email:

    as the new spec is "0.85V ramp to 1V within duty 45%", I had a test at Vin 254Vac overload condition. The duty is 2.8uS/15.4uS=18.2%(65KHz), Vsense limit should be 0.85+18.2%/45%*0.15=0.91V, but the actual Vsense is still 1V, please refer to the picture. Could you explain why?

    答复是:
    1. The tolerance of "1V limit" is +/-5%.
    2. For the calculation result, I had a discussion with our AE in Taipei.They suggest me to follow the testing result caused from the OPP point of high line is higher than low line based on their experience. So,could you please consider the OPP point on 1V when you do the design and evaluation?
    Best Regards,
    SGC Richard Chang
    1084931237.tif1084931263.tif

    当考虑Isns的delay200nS后,也不该有如此大的差异.
    另外,我觉得,该功能ramp signal of FB 还应考虑到低压时OCP是连续模式,高压时非连续,那么ramp siganl 起点应再低些.

    這篇答覆裏好像沒說OPP補償不存在.
    据我個人的分析,高壓時的補償不夠,導致高壓的OPP偏高.因爲這種補償是固定的,很難與實際工作狀況一致.避免補償做得過分,導致高壓重載不能啓動,補償是折中的.
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