发贴 收藏本贴
查看最新回复 查看对我的回复
主题:  关于小功率反激电源VCC绕组设计之我见。

关于小功率反激电源VCC绕组设计的问题,导致电路整体可靠性非常重要。在我看来VCC设计参数直接影响PWM的功耗和温度;影响电源输出短路的保护方式;关系到负载和输入电压波动下VCC的波动范围,直接影响电路的稳定可靠性......下面我们就最常用最原始的3842来举例说明一下。通常情况下我会去掉VCC整流电路串联的电阻。很多同行这样做,其目的是确保VCC在不同负载情况下的电压变化范围。这样做不好的地方在于这个电阻的存在增加了电路的失效概率!多一个元件就增加一份失效概率,设计电路原则是:要让每一个器件发挥他最大的作用!如果你设计的电路上面没有人能够省掉任何一个器件(不影响功能的原则)的时候,你的设计就算基本算是成功的了。其次是设计电压选择点尽量偏低不能偏高。3842我选择12V计算值(空载的时候大约在11V左右,带满载的时候大约在13.5-14V)要做到这一点不是单纯的电压选择点能解决的问题。我们需要配合启动电阻的选择(这个阻值要求只要能启动的情况下,尽量的偏大以确保避免功耗的增加,当然这个参数是需要满足PWM芯片规格书范围内。不同的PWM当然参数不一样,但是设计思路基本一样。),还有就是VCC滤波电容的选择,一个是容量的大小影响启动时间。解决这一办法常规的是按照下图处理的!需要值得提醒的是:4.7uF电容最好要用地漏电的,否则启动电阻对他充电比较困难。当电路没有启动的时候(3842启动电压16V以上,C49上的电压会快速上升,直到IC启动,这时候只要电路启动一下(只是象平时打嗝保护的状况启动一下就可以了,变压器Vcc上面就有大约12V过来,电路就能够正常工作了!变压器VCC绕组在设计绕线时必须注意:良好的和次级耦合性,确保次级短路时VCC电压是变低而不是常规的升高,这样就能自动保护了。要做到这一点必须保证VCC绕组的线径相对的小,最大电流一般在50mA左右!控制好这个电路是用VCC绕组的内阻来实现的,同时也取代了VCC上面串联电阻的功效,因而变得更可靠。同时需要让电源尽量工作在CCM状态,就最起码在最高电压输入情况下,80%负载必须进入CCM临界状态(此时将输入电压降低到220-240V就刚好在临界状态,此时开关损耗最小效率最高,因而可以说在我们正常使用电压范围内相对更可靠)输入90V-264V,输出12V5A;工作频率65KHZ;变压器用PQ2620;PC40&PC44(TDK)。初级38TS,VCC和输出都是6TS,特别申明VCC绕组线径0.15-0.17mm之间;初级电感量560uH;绕制方法是初级--次级--VCC。这样出来空载VCC  10.5V-11V;90V输入满载VCC 14V-14.5V;短路VCC先是上冲到18V左右(非常短的时间,大约15uS-30uS之间,也就是最多两个周期不到就变低到IC的截止工作电压以上。就是慢慢加载也是不到20V)这样一来电路就非常稳定可靠了!在此分享给大家,不知道各位还有更好的建议没有?一起拿出来分享!


 

不错,讲的很好!


 
 

看了这个如果还吧回帖,就真的对不起楼主了,谢谢,咱又学东西了。


 
 

vcc绕组怎么绕,才能做到VCC的电压稳定,不随负载变化发生大范围的漂移,

 


 
 

精深


 
 

感谢!讲得非常在理!


 
 

看了楼主的详细阐述,我也来谈谈自己的看法:

1、同理,启动电阻在参数设定的时候尽可能的以能正常启动工作为原则,尽可能的减少自身的损耗,同时在短路保护的时候也能起到很好的辅助作用。以例图为例,R73R74尽可能的使用一个大功率点的电阻,原因是使用一个元件比两个在失效概率上有有明显好处,二是还可以减少因为上电瞬间过压造成的损坏或冲击寿命下降;

2、图中D5的使用远比使用电阻要好的多,在短路后可有效控制因磁芯材料产生的干扰,并保证短路恢复有有一个固定的周期时间;

3、关于绕制vcc的方法可能大家都有自己的想法,其目的只有一个,增加耦合能力,减少漏感产生,至于将vcc绕制放在哪一层,是疏绕还是密绕等等就要看实际应用时自己灵活处理了;

4、至于启动电压的选择应该会在14-15v之间会比较好,这样的话,能很好的控制空载不会轻易进入打嗝状态,短路的时候瞬态过冲到20v也问题不大,如楼主所说只要能两个周期以内下降到截止电压就好了;

5、要想vcc保护能高效,pcb设计也很关键,特别是VCC的地线环路设计;


 
 

R73、R74串联,并非功率问题,而是电阻的耐压问题(刻纹间隙打火的问题),一般而言,普通小功率电阻的瞬时端电压要控制在200V以内,超过了便需要用多电阻串联的方法来解决。

俺最先的750V输入的电路,启动电阻使是采用5颗电阻串联一组,然后两组并联提高可靠性,后来觉得太麻烦,才想到在滤波电容地端串大电容来分压作启动电路。


 
 

不同标称功率、不同材质的电阻耐压值都不同,用一个大功率就好过两个小功率电阻吧。


 
 

电阻器有耐压参数。碳膜电阻都有“最高工作电压”和“最高过载电压”两个参数。一般1/4W最高工作电压多为200伏。它是按峰值考虑的。
对于低阻值工作在脉冲状态时,电压峰值不得超过;对于高阻值,即便功率不超,电压峰值也不得超过。“耐压”和“功率”应分别考核计算。


 
 

你们二位说的都在理,用单个大功率电阻或用多个小功率电阻可根据实际自行选择.

如果是贴装可选择多个电阻串联,优点占空间小

如果空间够的话还是选大功率电阻可靠


 
 

讲的好 顶


 
 


 
 

记得面试的时候就问我,高压的时候怎么要把二个电阻串联,一个怎么不行?呵呵 幸亏早就看了这个帖子,


 
 

讲得不错


 
 

借题发挥一下。对单级电源,辅助电源电压设为25V(C49),D5换做5K左右的电阻。电路是否可以达到低功耗待机?


 
 

去掉辅助绕组电阻,.短路有可能炸机


 
 

这位老兄说到去掉VCC串联的电阻短路会炸机???坦率的告诉你,你的电源设计还不到位。我做了15年电源设计,从我学做电源开始单端反激从来不加这个电阻,可以说不存在你说的短路炸机的现象。如果你遇到这样的问题不放实际的案例拿出来讨论,相信可以帮你解决到部分问题!


 
 

 c49这么小.低温不会有问题吗?


 
 

好!看完之后领悟的很多感谢楼主!


 
 

首先感谢楼主的分享,接下来再拍一砖:

1. 启动电阻的选取并不是能够启动的情况下尽量大,而是需要严格计算启动电流能够满足芯片的最大启动电流需求,3842有0.5mA和1.0mA启动电流的规格,实际使用中可能有0.1mA就能够启动的,可是实验启动并不能保证批量生产的可靠性。

2. D5的采用也是有条件的,若输出是容性负载的话,C49就需要很大的容量来维持较长的启动过程需求,采用D5的必要性就值得探讨。

3. Vcc电压的高低是基于变压器绕组漏感能量的传输处理的,采用12V的满载中心电压需要对批量生产的空载电压进行论证计算,否则容易导致生产大量不良,而Vcc绕组串联电阻的方式恰好是为了平衡重轻载情况下漏感能量的分配,因此并不是只有可靠性的考量这么简单。

4. Vcc绕组是否需要跟次级良好耦合是有争议的,良好的耦合固然可以让Vcc跟随输出电压,但是不良好的耦合能够减少输出负载对Vcc电压的影响,各有其优点(缺点不罗嗦了),按照楼主描述的短路情况,建议楼主做一下最大过流情况下测试的热测试看看情况如何。

5. 伟林版主提到的第一点,启动电阻改为功率大一点的电阻的方式需要同时注意电阻本身的耐电压要求。


 
 

感谢老兄的回复!不过我所说的尽量大本身就是基于计算规格要求下的,没有朋友请吃饭问你是否要配碗筷的笑言吧!

D5的采用基本上在这里都是常规条件而言,当然如果你要问我这个电源在100度环境下工作本身设计就不合理了,我也没有话说!

第三个问题:当然你变压器本身都做不好那谁能用这个方法来满足这个条件?优化设计和实际取值差异相信兄台比我更清楚!

第四个问题:其实你也许没有理解我设计当中对线粗细的严格要求?这个你慢慢理解,是非常有艺术和适用价值的做法!

我这里主要目的就是阐述一下我个人对反激电源设计的所谓的经验优化习惯,提出我的见解和大家风险。仅供参考而已!

 

 


 
 
自从看了楼主的帖子,腰板直了,手脚麻利了,绕变压器也快多了

 
倒数5
 

 
 

同意上面的3、4、5,但对1、2有点探讨的余地,如果不想让启动过程太慢,D5是必要的,另外启动电流其实是D5后面那个小电容提供的。所以就用D5来阻隔一大一小两个电容,一个用于启动;另一个用于稳态供电。


 
 

好帖


 
 

请教一下,这个D5的必要性。如果不要D5的话,二个电容并一起,或者用一个大点的电容。除了启动慢点,别的也没什么坏处啊?为什么非要加这个二极管呢?


 
 

3842的datasheet上提供的典型电路中,是有这个D5的。不过我个人感觉可以去掉。


 
 

我之前加了 现在没加,觉得也没什么事,呵呵


 
 

这个是要根据实际情况的……有时候就是这慢一点就不能满足客户提出的启动延迟时间要求的……


 
倒数2
 

 
 

Hi, Mr. Wang,  I think  the 芯片的最大启动电流需求 is not affected by the value of 启动电阻! Thanks!


 
 

晕,,,,你这多国语言搭配还真。。。。。


 
 

我估计12楼不可以打汉字,就弄英文+复制的汉字


 
 

不可以打汉字为什么不直接全用英文?怕大家看不懂?


 
 

呵呵 楼上的还真会分析和想象啊


 
 

学习了!做产品要更多的考虑批量生产的问题!


 
 

这个话题是阐述一种关于反激电源VCC的设计思路而已,批量生产还需要看你整体的设计来定论。如果设计思路都有问题的话我相信生产就更麻烦了!产品不是单独在某一段的要求,最关键是卖到客户手里能够更安全的使用.产品设计出来不是设计人员来使用的。顾客使用实际情况才是检验产品设计成功与否的关键所在!本贴所讲的东西只要你设计的时候有这个概念基本上就说明你考虑到这个问题了,至于做出来的结果在不同的人有不同的看法!这种设计概念在我使用最少也有七八年以来一直感觉不错。我个人感觉不到对生产上存在的负面影响,所以拿出来和大家分享的!当然描述不是很明白,可能让大家迷惑,如果就此话题更多想法,请大家拿出来一起讨论!


 
 

学习了!


 
 

关注


 
 

小弟刚学,按照1楼说.VCC绕组电压,若IC的工作电压是 12V, 那么在计算变压器绕组的时候,  按多少V来计算?是按照12V,+VD+VD?

这个问题要看你的IC规格书,必须大于最低工作电压15%左右。还要根据你具体的方案来确认,不妨实例探讨更具有代表性!


 
 

弱弱地问一句:D5,C49的好处是什么?没有它们似乎也工作得不错?


 
 

如果你最想减小空载功耗,其中一个得分点就是加大启动电阻,但这样一般会延长启动时间。若同时减小了电容,可以保证启动时间不变或加快。是否加快由RC乘积决定。

如果你最想加快启动时间,就要减小电阻,但这样做会加大空载功耗,唯有减小电容最为快捷。但是,电容也不能太小,有容性负载要求的电源,该电容不能太小。

另外,该接法的一个重要用途是:

OVP、OTP等外挂于Vcc的电路,会对启动电阻给电容的充电电流产生分流,这就会影响到启动电阻取值,从而影响到启动时间和空载功耗。


 
 

上面写的很清楚,楼上的


 
 

楼主能不能把您的设计过程发上来,让我们学学!


 
 

好贴,学习了,顶!顶!


 
 

经典 精深 顶


 
 

长期潜水,抽空透气,没想又有人误导的.无语呀!楼主不知你在讲啥?没看到你见到什么,"通常情况下我会去掉VCC整流电路串联的电阻。很多同行这样做,其目的是确保VCC在不同负载情况下的电压变化范围。这样做不好的地方在于这个电阻的存在增加了电路的失效概率!多一个元件就增加一份失效概率,"串电阻的主要目地是为了减小辅助绕组上尖峰电压对VCC电压的影响.还有用1N4148作为供电整流管是不可取的,速度快的管子,更加会使尖峰电压影响VCC,VCC最关键的是VCC绕组的位置和绕法,用3842做初级CV,就是在VCC上下功夫,对于楼主的图,是为了加快启动.


 
 

我希望兄台拿出实例或者产品来我们对比测试!4148耐压多少?电流多少?如果它都坏了,你这电源就不是器件本身的问题,是你的系统设计不合理了!


 
 

对,拿出实例或者产品来我们对比测试!继续关注。


 
 

谢谢版主分享


 
 
他说的不是1N4148会坏,他是说1N4148是快恢复管,输出电压尖峰影响VCC,建议用慢的管子,本人有个疑问,听说有用1N4007做整流管的,我没有试过,不知道效果如何

 
 

4007毕竟速度很慢,一定要串一个电阻,减小恢复时的电流。对于VCC上关断时的尖峰很强的时候,效果是可以的,我一般都是用FR107,和FR104作整流再串一个22R左右的电阻,这样VCC空载和满载时的变化会较小一些。同时VCC绕组的工艺也很关键。


 
 

好久没看贴了,不要动不动就是别人的设计不合理。看看别人对VCC理解吧!

 

组合 1.pdf


[本帖最后由 Jerry.lin 于 2011-01-17 15:00 编辑 ]
 
 

很深奥,学习。


 
 

关注中。。


 
 

支持


 
 

请问版主的   12V/5A    初级38N   次级与VCC绕组均为6N   PQ2620

能详细说说:具体初、次级的 线径 和 变压器的 绕线结构吗


 
 

自己多绕几个试一下就知道了,我不会直接告知你最后结果的。以免你养成不好的习惯!


 
 


 
 

好贴!!!


 
 

你的电源空载进入正常工作的时间是多少啊?要不要5秒?


 
 

上面的电路在输入100V的时候启动时间在2S以下,也可以做得更低的,这个应该不是问题的!


 
 

版主    请问你这款12V/5A电源         在AC 220V输入下     满载工作一段时间(一、两个小时)    变压器温升大概多少呢     

谢谢版主 


 
 

请 闲情版主回答下 我们也有和楼上同样的疑问


 
 

最简单的告诉你这个数字:VDE,UL60950和GS都可以满足,工作频率75KHz。


 
 

用IN4148没问题的,刚才楼主不是说了吗0。15--0。18的线径电流还不足让4148坏掉。


 
 

 好贴!关注中!!


 
 

初级次级VCC的绕法,请再讲一下vcc 和次级是疏绕还是密绕,密绕是放在中间还是两边。

一般反击绕法都是初级次级初级vcc,这样使得初次级耦合较好,漏感小,效率高而且vds过冲较小,这样vcc守负载的影响也就相应小了。然后vcc和初级耦合较差,目的是说雷击测试比较容易过。

不懂大家的经验是怎样


 
 

楼主的电路很好,但D5,D6如果用4148的话,我认为会存在可靠性的问题。最好用1A/200V的。


 
 

认同上楼看法。


 
 

你的理解有问题!L4148耐压50V有吧,电流150mA是规格书上写的。想一下你的芯片在超出这个范围还能留住性命吗?不要以为把参数拉高就是好事,如果那样说就是没有依据的外行。你有同感觉得不够,你试过吗?测试参数拿出来说话!


 
 

我觉得在这方面的设计没必要那么大胆,还是保守点好,毕竟成本几乎增加不了多少。还有那么细的线径在实际生产过程中会不会降低工人的生产速度?


 
倒数9
 
设计产品不是靠胆识,依靠理论数据为标准。要保守回家种地可能也会遇上地震的!0.15的线你都认为太小,那通讯的一些变压器0.05的你会感觉怎样?成本增加不了多少的想法只是你自己没有做老板,反过来想就是你一直在为老板浪费不了多少的成本,而且没有任何好处的前提下浪费的。我是你的老板我会让你拿钱赎人而不是给你发工资,想想这样一来一往的差距就能体现你的价值。

 
 

留个记号,学习学习


 
倒数4
 

之前用贴片的4148坏过,是在客户那边用了半年之后坏的,分析是开机过程冲击电流把4148烧掉了,没有限流电阻,仅靠0.16线径的内阻限流,有点不靠谱,查资料0.16的线 1m长R才0.876


 
 

学习了, 我有一个解决方案,启动电阻并不从桥堆上引出,在交流输入的火线上接一只2极管,进行整流,电压只有交流有效值得一半,这样重新选择启动电阻值, 可以将在启动电阻上发的热降低很多。我做过一款充电器,用3804,采用这种方法直接给3804供电,没有自供电的辅助绕组。合理选择电阻值,可以试电源工作在很宽的供电范围。


 
 

有成功的案例讨论


 
 
留个记号  学习了

 
 
呵呵,你这个还多了两个二极管,CMG斑竹启动的帖子里,直接从交流端接启动电阻到VCC。

 
 

好贴啊,向各位大师学习了!


 
 

差点错过好贴了~

谢谢LZ


 
 

不错!09年6月的帖子,那时候我还没毕业。现在来学习也不算晚。

现在越来越觉得,一些老帖子很值得翻的。


 
 

 
 

你知道Vcc串电阻的作用吗?

很多时候可以去掉,关键是在什么时候!

此电阻在有些情况下是很巧妙的!!呵呵,如果你理解了,证明你是高手。

呵呵,呵呵。


 
 

好帖


 
倒数10
 
有些情况十分巧妙,有些时候只是多余的负面影响。增加成本;提高生产难度;降低可靠性,增大损耗降低效率。各有各的设计思路,在我的设计思路里面完全不可取。在你的思路里面完全不可少。道不同不相为谋!

 
 

 
 
很好的帖子,真的差点错过了~~~  谢谢斑竹分享经验!!!

 
 
学习

 
 

学习


 
倒数8
 

看了这么多,觉得大家说的都对。还是要具体问题具体对待,很简单的道理1+4=5  2+3=5 同样的目的有不同的方式。只要能实现目的都是好的,

像上边说的什么启动电阻,D5, C6的取值,变压器的绕法,雷击,PCB等这些之间都需要进行权衡,没有说那种做法不好,那种做法就完美。

思路都很好。受益了!

 


 
倒数7
 

收藏


 
倒数6
 
VCC我用正激绕组,还免了C49D5也免了串接的电阻,我做恒流电源,输出电压变化大

 
倒数3
 
楼主的方法并不完全正确,正确的方法是从能量的角度去考虑,但这需要和IC的一些参数联系起来。如果不明白可以找IC原厂的问一问,看看。。

 
倒数1
 
如何从能量的角度去考虑?