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DC-DC开关电源调试个人总结

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LV6
高级工程师
  • 2022-8-28 22:11:31
DC-DC类开关电源调试过程总结
一、功率段方案选用
    在100W~300W之间,输入在14V~35V,输出在25V,输出5A~15A之间,常用拓扑方案是有源钳位+同步整流技术、推挽+同步整流技术;在1000W~2000W之间,输入在36V至72V之间,输出在12V/53.5V之间,常用拓扑方案是boost+全桥和同步整流技术;输入在400V~1000V,输出12V之间,常用拓扑方案是LLC+同步整流技术;
二、功率段效率
    在100W~300W之间,额定效率常在91%~89%左右,在1000W~2000W之间,额定效率常在92%~93.5%左右;10KW左右,额定效率常在95.5%左右。
三、控制IC选择
  小功率段100W~800W之间,选用UC2843和UCC28250等常用的PWM控制芯片;大功率段1000W~2000W,常选择UCC2895和UCC3895等移相全桥芯片;不同电源开发公司喜欢常用的芯片,一般基于公司内部自身成熟硬件平台,进行选择;
四、开发常见硬件问题以及常用思路
    4.1 输出波形不平滑,掉勾等震荡问题。
          4.1.1 控制输出基准PWMV/PWMI策略  4.1.2  硬件控制IC引脚软启动参数   4.1.3   环路问题 等等
    4.2  均流度问题            
          4.2.1 运放零飘参数影响   4.2.2 容差参数设计是否合理  4.2.3 PCB走线阻抗影响
    4.3  异常的输出打嗝、锁死和输出掉电
         4.3.1  检查由运放控制的输出打嗝电路,控制IC的cs脚   4.3.2  锁死方面, 检查控制IC的供电脚是否正常  4.3.3  输出掉电方面,检查控制IC的CS控制脚和IC的供电脚是否受到干扰等,再检查其它可能影响到这方面的引脚。4.3.4  PCB走线问题    4.3.5  环路是否开环
    4.4 功率MOS管、二极管等损坏
       4.4.1  功率器件损坏,一般是过电压应力、过电流应力、过温度应力原因引起的失效;4.4.2  变压器是否饱和   4.4.3 根据上述机理,查找原因,例如环境因素引发的功率器件动态参数,占空比,死区等   
    4.5  由PCB延伸出的问题
                 PCB问题是电源是否正常工作的基石,当一些调试问题查找无果时,就需要检查下是否是PCB受到的影响;
    4.6  时序问题
        4.6.1  是否是软件问题,4.6.2  由计算的时间公式,推到器件方面  等等
    4.7  输出电压精度问题
                 电源是否校准  等等
    4.8  输出纹波、过冲等其它一系列问题        
        4.8.1  输出纹波方面,开关频率设置、电解电容选型、检查PCB走线和控制方式等等   4.8.2    过冲方面,防过冲电路时否有效正常工作   考虑假负载设置  等等
    4.9   运放工作不正常引发的一系列问题、高低温问题
        4.9.1  检查运放引脚工作电压是否在正常范围    4.9.2  器件漏电流、电容ESR参数

    开关电源硬件问题,是一个系统的工程,根本解决思路上,还是理解透彻电路的工作原理,例如那块电路,解决了什么问题;或者和什么电路搭配解决了什么问题。硬件问题出现了,才能对症下药等等;遇到问题需要冷静思考,有时会有不一样的解决硬件问题灵感;开关电源硬件是一堆元器件搭建的电路,特别是模拟电源,存在大量的分立器件电路,需要对每部分器件搭建的电路作用进行深入的理解,才能对症把脉;

    综上所述,谈谈现阶段我对开关电源的理解
    环路(类似开关电源的工作心脏) 电源电性能实现机理(类似开关电源的四肢脉络等部位构造)   器件的工作运转(易受内环境影响动态参数,类似开关电细胞部位)    PCB画板因素(开关电源所在的空气等自然条件)  拓扑(类似开关电源支架)
以上只是个人现阶段对DC DC类电源的一些心得感悟,略显得有点杂乱无章,具体问题还得具体分析;




收藏收藏6
谢开源
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LV10
总工程师
  • 2022-8-29 10:10:13
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点赞!
效率除受功率影响,输出电流影响也很大。高压低电流输出效率会高不少
谢开源
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LV10
总工程师
  • 2022-8-29 10:19:07
  • 倒数7
 
在100W~300W之间,输入在14V~35V,输出在25V,输出5A~15A之间,常用拓扑方案是有源钳位+同步整流技术、推挽+同步整流技术
-------推挽与有源钳位哪个效率高?
我在网吧
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LV6
高级工程师
  • 2022-8-29 12:05:54
  • 倒数6
 
这边测推挽结构比有源嵌位高0.1%~0.2%的效率。推挽变压器双端工作,磁芯利用率较高。同等条件下,额定推挽为91.9%,有源嵌位91.7%,其实也差不了多少。
trewq82
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LV3
助理工程师
  • 2022-8-30 18:52:15
  • 倒数5
 
这些都是你自己总结的经验?
谢开源
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LV10
总工程师
  • 2022-8-31 08:16:42
  • 倒数4
 
相同的输出,有源钳位输出只有一个绕组,电流应力大点,估计EMI比推挽差吧
padesign
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LV4
初级工程师
  • 2022-9-5 13:39:02
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学习了
czjin1987
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  • 2023-3-3 10:59:15
  • 倒数2
 
非常有用的经验总结。
zwjiang
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副总工程师
最新回复
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