設(shè)計(jì)一款20W日光燈電源
隔離方案
輸入電壓：AC85-265V
輸入頻率：50-60Hz
輸入功率:20W
輸出電壓：60-70V
輸出電流：0.285A
效率：0.86
功率因數(shù):≥0.98以上
電流總諧波：≤10%
【設(shè)計(jì)大賽】一款原邊PFC日光燈電源
參賽類型：LED電源類
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@kevin528
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（轉(zhuǎn)載）MT7930 電源驅(qū)動(dòng)板常見問題及解決方法,
1. MT7930 的有源 PFC 及恒流原理
MT7930 是一款單級(jí) APFC（有源 PFC）及 CC（恒流）的 LED 驅(qū)動(dòng)芯片。BOM 少，成本低，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，保護(hù)功能齊全。
由于輔助繞組的電壓波形在功率 MOS 管關(guān)斷期間與輸出電壓成比例關(guān)系，因此 MT7930通過(guò)對(duì)輔助繞組的電壓波形進(jìn)行檢測(cè)來(lái)對(duì)輸出電流、電壓進(jìn)行間接檢測(cè)。然后第 4 腳 COMP腳的外接補(bǔ)償電容，對(duì)高開關(guān)頻率的輸出電流進(jìn)行長(zhǎng)程平均（濾波周期小于 10ms，也即是小于市電經(jīng)過(guò)全橋整流后的 10ms 周期）。該長(zhǎng)程平均值再與內(nèi)部的參考電平（400mV）進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生 PWM 控制波形對(duì)功率 MOS 管進(jìn)行控制。從而達(dá)到恒流輸出的目的。由于 MT7930 是采用平均電流模式來(lái)對(duì)輸出電流進(jìn)行恒流，因此輸出電流與輸入電壓，輸出電壓均無(wú)關(guān)，同時(shí)也對(duì)變壓器電感不敏感。MT7930 通過(guò) COMP 腳（第 4 腳）的補(bǔ)償電容進(jìn)行長(zhǎng)程平均，因此 COMP 腳上的電壓信號(hào)在一個(gè)正弦波周期內(nèi)基本保持不變。而 MT7930 內(nèi)部正是通過(guò) COMP 腳的電壓來(lái)控制源邊的開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間。當(dāng)輸入市電的電壓確定后，COMP 腳的平均電壓就確定了，也即是開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間確定了，因此源邊的峰值電流就會(huì)跟隨輸入正弦波電壓變化而變化（源邊峰值電流
= I P _ PK =Vin · sin(ùt )· Ton
Lp
式中 Lp 為源邊電感，Ton 為導(dǎo)通時(shí)間。Lp 和 Ton 確定了，
源邊峰值電流就隨著輸入的正弦電壓變化而變化）。這樣源邊電流就隨著輸入電壓變化而變化，高 PF 值就達(dá)到了。從上面的說(shuō)明可以看出，COMP 腳的補(bǔ)償電容越大，系統(tǒng)的平均時(shí)間越長(zhǎng)，則 COMP 腳的電壓信號(hào)越穩(wěn)定，即開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間越恒定，就可以達(dá)到更高的 PF 值。但 COMP 電容越大，系統(tǒng)的環(huán)路響應(yīng)也就越慢，同時(shí)，啟動(dòng)的時(shí)間也越長(zhǎng)（因?yàn)?/span> COMP 腳要花更長(zhǎng)的時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定值）。因此 COMP 腳電容也不是越大越好，一般取值在 470nF ~ 1uF，680nF 是一個(gè)比較好的折中值。
2. 線性調(diào)整率差或負(fù)載調(diào)整率差
（1） 如果變壓器的空閑時(shí)間不夠，會(huì)造成線性調(diào)整率差，尤其是在 AC85V 輸入時(shí)，測(cè)量 MOS 漏極波形在導(dǎo)通前的振鈴信號(hào)的時(shí)間（即最小空閑時(shí)間），這段時(shí)間需要大于 2uS 或周期的 10%；
（2） Comp 腳的電容小到 pF 量級(jí)；
（3） MOS 管柵極是否有二極管；
（4） 檢查 MOS 管柵極的驅(qū)動(dòng)二極管方向是否正確；如果方向錯(cuò)誤，則會(huì)導(dǎo)致 Io 隨 AC 電壓的升高而升高，Io 可能變化 50mA 以上；
（5） 檢查 PCB 排版，主要有以下幾個(gè)方面：
輔助供電電容和 CS 腳的緩沖電阻靠近芯片放置；
芯片 Dsen 引腳與 GND 間的電容和電阻靠近芯片放置；
變壓器的“正”端（電壓交變點(diǎn)）走線盡量短而粗，且遠(yuǎn)離芯片的 Dsen 腳和 CS
腳，使其不受干擾；
（6） AC 輸入端的串聯(lián)阻抗大，如串聯(lián)的差模電感、共模電感、熱敏電阻等的阻抗太大；
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@小鞏
（轉(zhuǎn)載）MT7930電源驅(qū)動(dòng)板常見問題及解決方法,1.MT7930的有源PFC及恒流原理MT7930是一款單級(jí)APFC（有源PFC）及CC（恒流）的LED驅(qū)動(dòng)芯片。BOM少，成本低，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，保護(hù)功能齊全。由于輔助繞組的電壓波形在功率MOS管關(guān)斷期間與輸出電壓成比例關(guān)系，因此MT7930通過(guò)對(duì)輔助繞組的電壓波形進(jìn)行檢測(cè)來(lái)對(duì)輸出電流、電壓進(jìn)行間接檢測(cè)。然后第4腳COMP腳的外接補(bǔ)償電容，對(duì)高開關(guān)頻率的輸出電流進(jìn)行長(zhǎng)程平均（濾波周期小于10ms，也即是小于市電經(jīng)過(guò)全橋整流后的10ms周期）。該長(zhǎng)程平均值再與內(nèi)部的參考電平（400mV）進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生PWM控制波形對(duì)功率MOS管進(jìn)行控制。從而達(dá)到恒流輸出的目的。由于MT7930是采用平均電流模式來(lái)對(duì)輸出電流進(jìn)行恒流，因此輸出電流與輸入電壓，輸出電壓均無(wú)關(guān)，同時(shí)也對(duì)變壓器電感不敏感。MT7930通過(guò)COMP腳（第4腳）的補(bǔ)償電容進(jìn)行長(zhǎng)程平均，因此COMP腳上的電壓信號(hào)在一個(gè)正弦波周期內(nèi)基本保持不變。而MT7930內(nèi)部正是通過(guò)COMP腳的電壓來(lái)控制源邊的開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間。當(dāng)輸入市電的電壓確定后，COMP腳的平均電壓就確定了，也即是開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間確定了，因此源邊的峰值電流就會(huì)跟隨輸入正弦波電壓變化而變化（源邊峰值電流=IP_PK=Vin·sin(ùt)·Ton Lp式中Lp為源邊電感，Ton為導(dǎo)通時(shí)間。Lp和Ton確定了， 源邊峰值電流就隨著輸入的正弦電壓變化而變化）。這樣源邊電流就隨著輸入電壓變化而變化，高PF值就達(dá)到了。從上面的說(shuō)明可以看出，COMP腳的補(bǔ)償電容越大，系統(tǒng)的平均時(shí)間越長(zhǎng)，則COMP腳的電壓信號(hào)越穩(wěn)定，即開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間越恒定，就可以達(dá)到更高的PF值。但COMP電容越大，系統(tǒng)的環(huán)路響應(yīng)也就越慢，同時(shí)，啟動(dòng)的時(shí)間也越長(zhǎng)（因?yàn)镃OMP腳要花更長(zhǎng)的時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定值）。因此COMP腳電容也不是越大越好，一般取值在470nF~1uF，680nF是一個(gè)比較好的折中值。 2.線性調(diào)整率差或負(fù)載調(diào)整率差（1）如果變壓器的空閑時(shí)間不夠，會(huì)造成線性調(diào)整率差，尤其是在AC85V輸入時(shí)，測(cè)量MOS漏極波形在導(dǎo)通前的振鈴信號(hào)的時(shí)間（即最小空閑時(shí)間），這段時(shí)間需要大于2uS或周期的10%；（2）Comp腳的電容小到pF量級(jí)；（3）MOS管柵極是否有二極管；（4）檢查MOS管柵極的驅(qū)動(dòng)二極管方向是否正確；如果方向錯(cuò)誤，則會(huì)導(dǎo)致Io隨AC電壓的升高而升高，Io可能變化50mA以上；（5）檢查PCB排版，主要有以下幾個(gè)方面：輔助供電電容和CS腳的緩沖電阻靠近芯片放置；芯片Dsen引腳與GND間的電容和電阻靠近芯片放置；變壓器的“正”端（電壓交變點(diǎn)）走線盡量短而粗，且遠(yuǎn)離芯片的Dsen腳和CS腳，使其不受干擾；（6）AC輸入端的串聯(lián)阻抗大，如串聯(lián)的差模電感、共模電感、熱敏電阻等的阻抗太大；
（7） 輔助繞組是否夾繞在初次級(jí)之間；
（8） 變壓器的干擾：如果變壓器離 Dsen 腳走線和 CS 腳走線距離太近，則會(huì)干擾導(dǎo)通時(shí)間和周期；
此時(shí)，應(yīng)該在變壓器安裝完成后，再加一層外屏蔽銅箔，銅箔需要接初級(jí) GND；
（9） MOS 管的 Rds_on太大；
（10） MOS 管的 Ciss 太大；
（11） 在計(jì)算表格中，“MOS 管的導(dǎo)通壓降”取值太小，需根據(jù)高溫時(shí)的壓降來(lái)取值；
（12） 芯片的 Dsen引腳與芯片的GND引腳間電容值大于33pF
3. 輸出電流偏低
（1） MOS管漏極檢流電阻的地與芯片的地之間的走線要短而寬！
（2） 用示波器觀察芯片的CS腳波形是否異常的尖脈沖干擾，如有，檢查PCB走線。
4. 高溫或老化時(shí)輸出電流下降，常溫下正常
（1） 在高溫時(shí) MOS管的導(dǎo)通電阻Rds_on會(huì)增大，在120℃時(shí)會(huì)是常溫25℃的一倍，
如果MOS 管的質(zhì)量不好，在120℃時(shí)其Rds_on會(huì)增大更多，影響輸出電流；
（2） 變壓器飽和：磁芯在高溫的飽和磁通密度會(huì)下降，在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)最大飽和磁
通密度 Bmax的取值需小于0.3；
（3） 輸出二極管為肖特基二極管且散熱不好；
（4） 使用劣質(zhì)磁芯，劣質(zhì)磁芯在高溫時(shí)最大飽和磁通密度Bmax下降得過(guò)低，標(biāo)準(zhǔn)的
磁芯此值在100℃時(shí)為 0.39，在120℃時(shí)為0.35。
5. 不恒流
（1） 芯片 Comp引腳的電容值太小；
（2） PCB 布線不好，Dsen腳和CS腳受到干擾；
（3） 輔助繞組與次級(jí)繞組耦合不好，改善變壓器繞法，使其兩繞組緊挨著繞制，輔
助繞組疏繞，最好多股細(xì)線并繞平鋪疏繞。
6. 開機(jī)燒 MOSFET
（1） MOS管漏極的檢流電阻計(jì)算是否合理；
（2） 變壓器電感量是否合理；
（3） MOS管柵極是否被拉高。
7. PF值低
（1） 芯片的 comp腳電容值太小；
（2） 若只在高溫時(shí)偏低或者電源工作一段時(shí)間后功率因數(shù)值偏低，則此電容熱穩(wěn)定
性差，請(qǐng)使用穩(wěn)定性好的NPO或X7R 系列瓷片電容。
（提高功率因數(shù)值也會(huì)降低THD諧波失真）
8. 啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) @ AC85V、輸出有電解的方案中
STP腳的啟動(dòng)電阻值給芯片供電電容的充電時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致；
（1） 減小 STP腳的啟動(dòng)電阻值，但總電阻值不能低于300kΩ；
（2） 減小電容芯片供電電容的容量，但也不能太小，要保證一次啟動(dòng)成功，一般可
選4.7uF～22uF電解電容，或選10uF～33uF貼片電容。
（3） MOS管的柵極 Ciss電容大，需要啟動(dòng)電阻和VDD供電電容提供更多的能量，這種情況需加大VDD供電電容值。
9. 效率偏低
（1） MOS管柵極是否有二極管
（2） 輸出電流波形低頻紋波大，需加大輸出電容量
（3） 變壓器是三明治繞法嗎？
（4） AC 輸入端的串聯(lián)阻抗大，如串聯(lián)的差模電感、共模電感、熱敏電阻等的阻抗太大；
（5） 次級(jí)整流二極管是否為低壓降的快恢復(fù)型；
（6） MOS管的體電阻Rds_on太大
（7） 初級(jí)繞組吸收電路電阻值小、電容值大。
10. 開路限壓
Dsen腳兩電阻的比值大會(huì)導(dǎo)致開路輸出電壓高；
如果比值太小，不能兼容最高輸出電壓，同時(shí)如果輸出使用延時(shí)時(shí)間比較長(zhǎng)的電子負(fù)載
時(shí)，在電子負(fù)載還沒有正式進(jìn)入正常工作狀態(tài)電源會(huì)進(jìn)入開路保護(hù)模式；
11. 短路保護(hù)功能失效
（1） Dsen腳兩電阻的比值過(guò)小；
（2） 芯片的 Dsen 引腳與芯片的 GND 引腳間的信號(hào)受到其它信號(hào)的干擾，使其在輸
出短路的情況下，Dsen腳檢測(cè)的電壓高于200mV，請(qǐng)檢查PCB走線；
（3） 芯片的 Dsen 引腳與芯片的 GND 引腳間電容有，且不小于 22pF，且靠近芯片放
置，此電容不能太大，一般取值22pF；
（4） 在高溫時(shí)短路保護(hù)功能失效，檢查芯片的 Dsen 引腳與芯片的 GND 引腳間電容
值是22pF是否是熱穩(wěn)定性好的NPO或者 X7R 類型；
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