如何讓慢恢複管在開關電源中"活靈活用"?
發布時間:2015-03-05 責任編輯:sherryyu
【導讀】由於開關dianyuanshizhongchuzaidakaiheguanbidexunhuan,zhejiuyaoqiukaiguandianyuanzhongdeqijianyoujiaogaodeqiangduhejiaoduandefanyingshijian。ruguoshizheyangdehua,manhuifudeerjiguanjiubunengshiyongzaikaiguandianyuandangzhonglema?shishibingfeiruci,nashishishizenyangdene?
由(you)於(yu)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)始(shi)終(zhong)處(chu)在(zai)打(da)開(kai)和(he)關(guan)閉(bi)的(de)循(xun)環(huan),這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)器(qi)件(jian)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)強(qiang)度(du)和(he)較(jiao)短(duan)的(de)反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)。通(tong)常(chang)來(lai)說(shuo),開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)在(zai)幾(ji)十(shi)Khz到上百Khz之間。為了能夠滿足頻繁的開關模式,開關電源當中的整流管對Trr時間有嚴格的要求,理論上,不能使用一般的二極管,而是要使用超快恢複的肖特基二極管。
ruguoshizheyangdehua,manhuifudeerjiguanjiubunengshiyongzaikaiguandianyuandangzhonglema?shishishang,kaiguandianyuanzhonghelideshiyongmanhuifuerjiguanjianghuidedaoyiwaidejingxi。xiamianjiangyilianggeshilidefenxilaishuoming。
下麵就和網友分享一下兩個工作中的實例:
案例一
慢恢複工頻整流管1N4007用於主控IC供電繞組整流,解決多繞組係統,偏置電壓偏高問題。
使用某IC做5路輸出DVB電源,批量生產過程中,發現不良率較高,症狀為電源不工作或打嗝。去到工廠實測發現IC的供電電壓偏高,IC過壓保護機製觸發。
大(da)家(jia)都(dou)知(zhi)道(dao),多(duo)路(lu)輸(shu)出(chu)電(dian)源(yuan),要(yao)做(zuo)到(dao)很(hen)好(hao)的(de)交(jiao)叉(cha)調(tiao)整(zheng)率(lv)是(shi)相(xiang)當(dang)考(kao)驗(yan)變(bian)壓(ya)器(qi)設(she)計(ji)功(gong)底(di)的(de),偏(pian)置(zhi)供(gong)電(dian)繞(rao)組(zu)電(dian)壓(ya)偏(pian)高(gao)再(zai)所(suo)難(nan)免(mian)。客(ke)戶(hu)已(yi)經(jing)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)了(le)1W多duo套tao電dian源yuan,重zhong新xin設she計ji變bian壓ya器qi顯xian然ran不bu是shi很hen好hao的de解jie決jue方fang案an。整zheng流liu二er極ji管guan串chuan聯lian的de電dian阻zu加jia大da其qi作zuo用yong也ye是shi有you限xian的de,畢bi竟jing其qi主zhu要yao作zuo用yong在zai濾lv除chu尖jian峰feng電dian壓ya,而er引yin起qiIC保護的是偏置繞組電壓偏高。這個時候慢整流管的魅力就體現出來了。最終的解決方案就是將客戶原方案中的快恢複二極管HER107換為1N4007,問題得到完美解決。具體見圖1:

圖1
有的人可能會問,慢管用在這裏會不會有什麼安全隱患,合適嗎?
確實,開關電源整流管是不能用慢管的,但是這裏確實合適的。因為IC供電電流基本在mA級別,負載不大,所以用慢管也不會有問題。
案例二
Flyback中RCD吸收電路使用慢管1N4007,解決主開關上的漏感尖峰電壓應力及EMI輻射問題。

圖2
常見的RCD吸收電路結構如圖2(D1一般用快恢複二極管)。
[page]
如果變壓器設計不合理,漏感大的話,開關管管斷時,漏感電壓較大,振蕩時間較長,導致MOS電壓應力比較大,EMI輻射超標。

圖3
圖3是D1使用快恢複二極管UF4007的實測波形。
黃線為RCD中C1的波形,粉色為開關管漏極波形,藍色為R1的電壓波形。顯然漏極振蕩時間較久,峰值較高。如果把D1換為工頻整流管1N4007會怎樣呢?
下麵便是1N4007的表現:

圖4
很明顯,漏極振蕩被完美抑製,峰值也大大減小,從而減低MOS的電壓應力,以及大大改善EMI。
細心的朋友會發現,R1的電壓峰值變大。這是為什麼呢?因為1N4007反向恢複時間較長,所以C1的電會回流造成的。
有文獻指出真是這能量回流,減低R2的損耗,會提高電源的效率,但是經過實測並未發現效率上有改善,所以這裏持保留意見。
不夠能量回流倒是實實在在存在的,理論分析和實測結果都已顯示。也正是這個原因,會導致1N4007發熱量會比較大,所以此方案適用於小功率Flyback,大功率不建議使用。
如果設計中,遇到MOS電壓應力比較大並且EMI總超標,不妨試試此方案。
雖(sui)然(ran)在(zai)日(ri)常(chang)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)當(dang)中(zhong),並(bing)不(bu)推(tui)薦(jian)使(shi)用(yong)反(fan)應(ying)較(jiao)慢(man)的(de)二(er)極(ji)管(guan),但(dan)這(zhe)並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)它(ta)在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)毫(hao)無(wu)用(yong)處(chu)。這(zhe)類(lei)二(er)極(ji)管(guan)反(fan)而(er)能(neng)夠(gou)解(jie)決(jue)一(yi)些(xie)比(bi)較(jiao)棘(ji)手(shou)的(de)問(wen)題(ti)。所(suo)以(yi)在(zai)學(xue)習(xi)和(he)設(she)計(ji)中(zhong)遇(yu)到(dao)問(wen)題(ti)時(shi),不(bu)如(ru)換(huan)一(yi)種(zhong)方(fang)式(shi)來(lai)思(si)考(kao),也(ye)許(xu)問(wen)題(ti)就(jiu)迎(ying)刃(ren)而(er)解(jie)了(le)。
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