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求助帖-设计的12V/24W反激式开关电源输出电压非常不稳定是什么原因呢?

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ice_cream23333
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LV3
助理工程师
  • 2022-6-19 17:21:23
10问答币
求助各位大佬,设计的12V/24W反激式开关电源输出电压非常不稳定是什么原因呢?输出电压上下5V波动,可以说不是波动,都快成交流了电路原理图如下: 开关电源.jpg
猜测原因:
1.变压器设计问题;
2.限流电阻R11太大;
3.反馈回路设计问题
请各位大佬支招

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根据描述,最大可能是反馈绕组参数不对,自举失败,造成电源其实在不停启动过程,看见的就是这样情况。 改驱动芯片的OVP电压是25V。建议反馈自举绕组电压设置为16V左右,根据你输出电压12V,你的自举绕组匝数必须是输出绕组的4/3,同时注意电压相位。 同时,12V输出的电源,由于次级绕组圈数少,容量导致主变压器漏感大,你这里100K配20几W看起来还是合适的,但是电容470P就小了,至少2000P以上。 如果限流电阻大了,造成的不会是 ...
能源消耗
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总工程师
  • 2022-6-21 11:21:21
 
变压器参数?   反馈没问题,  12V输出用20100整流也够了,整流管整流?,    C6   0.1UF。太大了。一般取值小于103  ,   R13   5.6R 有点小,根据电容值决定,一般取值22- 51R  之间。   先改一下吸收RC

还有C3   470P  太小哦。  取值102-103之间,根据尖峰情况决定。
ice_cream23333
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LV3
助理工程师
  • 2022-7-11 20:58:29
 
感谢,按照您说的C3取了103/1000V,C6取102/50V,R13参考数据手册取47R,C4按照参考数据手册改为221/50V,R8选择1K电阻(Short=0),光耦二级管侧+12V改接C8正极,还是不行,测出来输出近似为三角波,最大值为21.6V,最小值为6.8V,周期为1.4s左右,波形图如下: 开关电源波形图.jpg

这是什么原因呢?变压器是我自己计算的参数,是设计有问题?还是DC端输出π型滤波电感值太小?后续应该测试哪些参数来判断问题来源呢(实验室没有隔离电源和高压探头,可能只能测输出端参数)?

谢开源
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LV10
总工程师
  • 2022-6-21 13:08:12
 
+12V改接C8+,R17=0ohm.
倘若能稳定,那么你再优化其他元件参数
天行健
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LV6
高级工程师
  • 2022-6-26 15:05:56
 
根据描述,最大可能是反馈绕组参数不对,自举失败,造成电源其实在不停启动过程,看见的就是这样情况。
改驱动芯片的OVP电压是25V。建议反馈自举绕组电压设置为16V左右,根据你输出电压12V,你的自举绕组匝数必须是输出绕组的4/3,同时注意电压相位。
同时,12V输出的电源,由于次级绕组圈数少,容量导致主变压器漏感大,你这里100K配20几W看起来还是合适的,但是电容470P就小了,至少2000P以上。
如果限流电阻大了,造成的不会是空载电压乱跳而是输出被限功,当接入设计负载时候,电压会掉到设计电压以下。
整流管吸收回路参数严重错误,一般这里采用几百P的电容,和几十欧姆的电阻,当你的输出电压比较低时候,可以适当加大电容,但也不至于用到你这样大。这里整流管用100V足足有余。
这颗芯片类似的,驱动都有内部上升下降速度调整,你不需要像3842这样接二极管加电阻,GATE引脚串联一个合适的电阻甚至不串联电阻直接接MOS管也成。
还遗漏了一个非常大的问题,C4必须去掉,怎么可以用这么大的电容,官方推荐,这个电容是不要的,你居然用了个0.1uF的?这完全破坏了驱动芯片的工作机制。
ice_cream23333
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LV3
助理工程师
  • 2022-7-11 20:50:01
 
感谢,按照您说的C3取了103/1000V,C6取102/50V,R13参考数据手册取47R,C4按照参考数据手册改为221/50V,R8选择1K电阻(Short=0),光耦二级管侧+12V改接C8正极,还是不行,测出来输出近似为三角波,最大值为21.6V,最小值为6.8V,周期为1.4s左右,波形图如下: 开关电源波形图.jpg
这是什么原因呢?变压器是我自己计算的参数,是设计有问题?还是DC端输出π型滤波电感值太小?后续应该测试哪些参数呢(实验室没有隔离电源和高压探头,可能只能测输出端参数)?
aymm
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LV6
高级工程师
  • 2022-7-15 20:02:35
 
开环啦,OVP了
LAYOUT发出来看看光耦431的走线
ice_cream23333
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LV3
助理工程师
  • 2022-7-16 16:59:59
 

顶层

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底层

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layout也有很大的影响吗?
OVP的话应该怎样修正呢?
nc965
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版主
  • 2022-7-16 17:32:09
 
电气间距不够,要炸机
安规间距没有,要死人
ice_cream23333
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助理工程师
  • 2022-7-16 17:50:26
 
明白谢谢,之前没设计过,确实没注意layout,我再查一下相关资料。那请问目前这个输出为三角波,并且有哒哒哒的声音的问题应该怎么排查呢
nc965
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版主
  • 2022-7-16 17:57:58
 
先做间距,其他再议,你说的表现可能是在打火,炸机前兆,远离危险,安全第一
ice_cream23333
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助理工程师
  • 2022-7-16 18:43:29
 
好的我改一下,感谢
ice_cream23333
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助理工程师
  • 2022-8-16 21:17:35
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版主我来打扰你了,上次说要改进LAYOUT,因为在学校也没有师父带,可以说是一点经验都没有,空闲的时候才自己摸索,看了【三圈两地】开关电源PCB布板要领 这篇精华帖,来小小的交个作业并且问一些问题,也作为一个记录吧。我是在网上购买了一块反激式开关电源电路板,按照它的参数和走线大致复原了一下,只是对接地中心的连线做了一下修正,布局如下:
正面.png 反面.png
ice_cream23333
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助理工程师
  • 2022-8-16 21:32:27
  • 倒数4
 
对于布局的分析过程如下疑问,请教一下版主:按照反激式开关电源三圈两地原则标出了Ip、It、Ig,接地中心GND、接地中心gnd,如下图
反激电源布局.png Ip.png It.png Ig.png
疑问1:在圈It时,帖子中有提到”对于隔离拓扑,It 回路被变压器分隔成原边和付边两部分,应分开最小化布置”,这里与反击电源布局中It的圈法有矛盾,反而时Ip分原边和副边,应该按照哪一种呢?
疑问2:上述布局三圈回路是不是还没有达到最小化要求,还需要再进一步缩圈?
ice_cream23333
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助理工程师
  • 2022-8-16 21:50:03
  • 倒数3
 
还有就是,在找接地中心gnd时,发现下面这种接法也有一定的问题,如下: 接地中心gnd.png           辅助绕组回路存在问题.png   
接地中心gnd为电容C47的负极引脚,按照要领中的接地原则(如下图),数字地、控制地、辅助电源地和其他弱电应该都接在gnd上,然后gnd再接在GND上,二者之间不可以有其他的干扰信号,但是这个布局中首先:1.辅助绕组回路有交叉是否有影响?2.辅助绕组回路绿色线这部分接入了GND和gnd之间干扰驱动信号;3.电阻R8的地线应该是属于控制地,是得接在gnd吗?4.Y电容地线怎么接呢?5.散热片的体积限制了三圈回路的调节应该怎么权衡散热片和三圈回路呢?
接地要领.png
针对上述所说的2和3修改了接地中心的接线,如下:
接地修改.png
黄色2、3、4、5、6属于所说的控制地、数字地和辅助绕组回路,接在了gnd,1是两个接地中心GND和gnd的直接连接,为开始上传的正面和反面布局图
分析过程和疑问大致如下,希望版主和各位大佬给一些建议和指导,我会继续修改的,谢谢!
ice_cream23333
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助理工程师
  • 2022-8-16 21:53:36
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原理图如下: SCH_PCB校正_2022-08-15.pdf (204.2 KB, 下载次数: 0)
nc965
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  • 2022-8-17 07:53:15
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AD文件吧
aymm
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  • 2022-7-17 14:17:28
 
431的R和K是不是画反了
LAYOUT看起来没有电源基础,这块板调出来只能测一下电气性能,建议找个老师傅带带哈
ice_cream23333
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助理工程师
  • 2022-7-17 15:14:39
  • 倒数10
 
原理图和PCB是对应的,K和A没画反layout确实没经验,再学习一下,把layout改好再来问其他问题,感谢!
aymm
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  • 2022-7-17 15:22:07
  • 倒数9
 
431是有二种封装的,不知道你用的哪一种,可以把431反过来贴一下看看输出能不能正常
ice_cream23333
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助理工程师
  • 2022-7-17 15:47:08
  • 倒数8
 
我之前单独测试过817C光耦和431这块的电路,输出端给12V的直流电,测K端电压和R端电压,数据如下,应该是没接反,我再反过来贴试一下 光耦.png
qq444970660
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  • 2022-7-22 14:28:45
  • 倒数7
 
安全间距都没有,改板再调吧,不要这样铺铜,根据信号走线和大电流走线回路分开走。
空载关机要放电
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助理工程师
  • 2022-7-26 09:00:21
  • 倒数6
 
这板子还有输出没炸机 已经是最佳性能了
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