可能這是一個(gè)很老的問題,甚至小到平時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)容易忽略.
輸出短路瞬間,特別是不使用E-load的短路測試功能,而在輸出端用兩根線直接短路,這時(shí)如果我們測量原邊功率管的電流Id,很可能會(huì)看到持續(xù)幾個(gè)周期的過電流波形,甚至?xí)鲩_關(guān)管的電流定額.即使功率開關(guān)管并不會(huì)立即損壞,可能如果短路的次數(shù)很多的話,會(huì)怎樣影響工作的可靠性呢?
可能一般的解決方案是:加快電流檢測及保護(hù)電路和速度,使在輸出短路發(fā)生時(shí)立即保護(hù);降低過流保護(hù)電路的閥值,使其能夠在未超出電流定額之前動(dòng)作;或者是直接使用更大電流定額的功率開關(guān)管.
但是,第一個(gè)方案基本上只能改進(jìn)而不能根本解決,因?yàn)闊o論怎樣,PWM控制芯片在檢測到過流后,必須有一個(gè)處理的延遲時(shí)間,甚至檢測電路也不能太快,不然會(huì)引起電路的誤動(dòng)作.第二個(gè)方案中的閥值也不易確定,過低的話會(huì)在輸出有沖擊時(shí)出現(xiàn)誤動(dòng)作,如果輸出短路時(shí)需要恒流,那么這個(gè)閥值也不能低于恒流的數(shù)值.第三個(gè)方案的缺陷也是顯而易見的,因?yàn)闀?huì)極度影響成本,在特別關(guān)注成本-效益的當(dāng)今,開關(guān)器件的成本會(huì)很大影響總體價(jià)格.
實(shí)際設(shè)計(jì)中,很多的做法是綜合第一、二個(gè)方案,但是一般的情況下,輸出短路時(shí)原邊的功率開關(guān)管還是會(huì)存在幾個(gè)周期超過其定額的較大過流.
各位大俠、兄弟在實(shí)際中如何處理的?
輸出短路時(shí)原邊過流保護(hù)的問題
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@mbyd
說真的,我們還真沒有注重這個(gè)問題,只是知道在短保后,原邊功率管的電流Id是會(huì)有幾個(gè)周期的持續(xù),我們通常只是讓它不超出管子的應(yīng)力范圍.這是電源短保的內(nèi)部特性,外部我們要求在短路保護(hù)時(shí),輸入電流要是常態(tài)時(shí)的三分之一.
次級短路時(shí),用示波器在輔助繞組上看到一個(gè)電壓尖峰,如果輔助繞組少幾圈,會(huì)好一些,但輕載又很麻煩,所以很多廠家用1N4007取代1N4008,從輔助繞組的電容上再返回一些能量回變壓器,這種方法挺有效.發(fā)生短路,也可以鎖住初級控制器,需解除故障后重起,我認(rèn)為這樣較好,樓上的你認(rèn)為如何?
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@呆頭鵝
如果,你的保護(hù)電路速度比系統(tǒng)變化快,就不會(huì)有你說的情況發(fā)生,正激用大電感,反激,變壓器的Bm只取小一點(diǎn),總之,讓過流響應(yīng)快于電流的變化
理論上這種做法沒問題,但是實(shí)際中很難做到保護(hù)電路的速度高于系統(tǒng)響應(yīng),因?yàn)楸Ｗo(hù)電路中會(huì)存在延遲(需要考慮雜訊或其他可能引起的誤動(dòng)作,比如一般PWM芯片3845第3腳到地的濾波電容),并且變壓器原、副邊的感應(yīng)關(guān)系卻非常快.
很直觀的波形是,即使3腳的信號已超過1V,但是芯片內(nèi)部PWM信號的關(guān)閉卻也有延遲,可以參考3845規(guī)格書中過流保護(hù)的delay time.
這個(gè)問題的重點(diǎn)在于,并不考慮變壓器Bmax,而單純只是討論原邊開關(guān)管的電流可能在副邊短路時(shí)會(huì)超過其定額.
很直觀的波形是,即使3腳的信號已超過1V,但是芯片內(nèi)部PWM信號的關(guān)閉卻也有延遲,可以參考3845規(guī)格書中過流保護(hù)的delay time.
這個(gè)問題的重點(diǎn)在于,并不考慮變壓器Bmax,而單純只是討論原邊開關(guān)管的電流可能在副邊短路時(shí)會(huì)超過其定額.
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@斜陽古道
理論上這種做法沒問題,但是實(shí)際中很難做到保護(hù)電路的速度高于系統(tǒng)響應(yīng),因?yàn)楸Ｗo(hù)電路中會(huì)存在延遲(需要考慮雜訊或其他可能引起的誤動(dòng)作,比如一般PWM芯片3845第3腳到地的濾波電容),并且變壓器原、副邊的感應(yīng)關(guān)系卻非常快.很直觀的波形是,即使3腳的信號已超過1V,但是芯片內(nèi)部PWM信號的關(guān)閉卻也有延遲,可以參考3845規(guī)格書中過流保護(hù)的delaytime.這個(gè)問題的重點(diǎn)在于,并不考慮變壓器Bmax,而單純只是討論原邊開關(guān)管的電流可能在副邊短路時(shí)會(huì)超過其定額.
檢測初級的直流母線電流,怎么樣?
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@斜陽古道
還是有問題,因?yàn)榭刂菩酒捻憫?yīng)需要有時(shí)間.從目前看來,第4個(gè)可能的方案是:1.正激類,增大輸出濾波電感.可這樣會(huì)減慢環(huán)路響應(yīng)速度,需要折衷;2.反激類,可能只能增大主變壓器漏感,可是電壓尖峰、EMI都是問題,更加需要綜合考慮.兄弟們還有沒有其他的處理辦法,腦筋激蕩...
你的電源響應(yīng)不會(huì)快到微妙級吧?delay time只有納秒級,只要不飽和,mos的峰值電流還是可控的,如果周期內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間接近delay time,那倒是會(huì)有點(diǎn)麻煩
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此問題在DC-DC模塊中,尤為突出.在追求高品質(zhì),低成本的今天,顯得極其矛盾.大部分DC-DC電源采用原邊峰值電流+平均電流限制方法來達(dá)到副邊近似恒流輸出,即通過外加運(yùn)放檢測流過原邊MOS的平均電流,正常情況下電路工作在峰值電流保護(hù)模式,一旦深度限流或短路,平均電流限制電路工作,從而達(dá)到限制MOS電流和電路總功耗的目的.另一種做法是當(dāng)檢測到峰值過流后,即降低電路工作頻率,也可以起到近似恒流輸出的作用,此方法使MOS短路功耗顯著降低,機(jī)器可靠性顯著提高,缺點(diǎn)使電路復(fù)雜.
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@斜陽古道
MaybeyouselectthepowerMOSFETswithbigcurrentmargin.Butitwillimpactthecosts.
No! We using a special controller has current and voltage mixed mode regulation, so we only have to solve the secondary short-current by enlarge output chock, but this causes bed dynamic response! You know that only trade-off, you can not have IDEA one!
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@temp1234
Itdepens,hi-cupmodellessthan1%ofouputpower,constant-currentlessthan5%!
請問電路是恒頻的嗎?假設(shè)5V輸出的100W電源短路后二極管壓降就0.5V 那功耗P＝0.5*20*Doff＝5W(估算)那此時(shí)Doff＝0.5,反推原邊MOS管DON=0.5試問在在短路情況下占空比是否還能維持在0.5,假設(shè)DON=0.1那么Doff＝0.9則P＝9W.那么,恒流短路功耗做到小于5%輸出功率是否有點(diǎn)牽強(qiáng)?還請TEMP1234兄指教.
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@yougy
請問電路是恒頻的嗎?假設(shè)5V輸出的100W電源短路后二極管壓降就0.5V那功耗P＝0.5*20*Doff＝5W(估算)那此時(shí)Doff＝0.5,反推原邊MOS管DON=0.5試問在在短路情況下占空比是否還能維持在0.5,假設(shè)DON=0.1那么Doff＝0.9則P＝9W.那么,恒流短路功耗做到小于5%輸出功率是否有點(diǎn)牽強(qiáng)?還請TEMP1234兄指教.
They are SR modules, and secondary short-current is not controlable, it limit by RDSon and DCR of chock, trace and pins and so on! so your current sense circuit must be very quick -- less 100ns! We measure the short-loss from the imput! I hate typing, so I don't answer for a while! Hi. Mr. 斜陽古道, you take over this! Bye!
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@temp1234
TheyareSRmodules,andsecondaryshort-currentisnotcontrolable,itlimitbyRDSonandDCRofchock,traceandpinsandsoon!soyourcurrentsensecircuitmustbeveryquick--less100ns!Wemeasuretheshort-lossfromtheimput!Ihatetyping,soIdon'tanswerforawhile!Hi.Mr.斜陽古道,youtakeoverthis!Bye!
ok,I SEE!
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@temp1234
TheyareSRmodules,andsecondaryshort-currentisnotcontrolable,itlimitbyRDSonandDCRofchock,traceandpinsandsoon!soyourcurrentsensecircuitmustbeveryquick--less100ns!Wemeasuretheshort-lossfromtheimput!Ihatetyping,soIdon'tanswerforawhile!Hi.Mr.斜陽古道,youtakeoverthis!Bye!
我最近正在研究怎樣減小恒流保護(hù)時(shí)的功耗問題,一直沒什么大的進(jìn)展,請temp1234兄多多指教,先行謝過!
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