電流模式環(huán)路及調節(jié)

1、深圳市核達中遠通電源技術有限公司SHENZHEN HOLDLUCK-ZYT SUPPLY TECHNOLOGY CO., LTD.文件名稱：電流模式電源環(huán)路調試作業(yè)指導書文件編號： WI-RD-111第1頁共7頁版次：00一、目的規(guī)范電流型控制PWM電源環(huán)路調試方法，提高調試效率。二、適用范圍適用于電流型控制PWM電路的調試。三、主要步驟1、開環(huán)占空比及工作振蕩頻率的調節(jié)2、輸出紋波的調節(jié)3、電流檢測波形的調節(jié)4、電壓環(huán)路參數(shù)的調節(jié)四、具體內(nèi)容1、開環(huán)占空比及工作振蕩頻率的調節(jié)1.1 概述對2843等系列脈寬調制器，其不同的振蕩 R, C值組合可得到相同的工作頻率，但如果得 到一定的開環(huán)占空比

2、則只有一種固定的 R, C組合。基準電壓Vref (5V)通過定時電阻給定時 電容充電，內(nèi)部電流源又使定時電容 C放電，因此，開環(huán)最大占空比完全由定時電阻 R和內(nèi)部 電流源放電電流決定，放電電流固定，則開環(huán)最大占空比完全由定時電阻決定。工作頻率與R, C的乘積成反比。1.2 調節(jié)方法及步驟選擇振蕩元件的第一步是確定要求的開環(huán)占空比。電阻 R越大，開環(huán)占空比越大，此數(shù)據(jù) 在各芯片資料中有具體的圖表及說明。調整定時電阻 R使開環(huán)最大占空比達到要求后，再調整 定時電容C,使開關頻率達到要求。注意：電源實際工作中最大占空比會有所變化，其隨著圖 1,圖2中流過R2的電流減小而 減小。故調節(jié)時需注意開環(huán)最

3、大占空比和工作最大占空比之間的余量， 工作最大占空比與開環(huán)最 大占空比余量至少在4%及以上。對2843等開環(huán)最大占空比可達將近100%的系列，開環(huán)占空比若很大的話，在電源短路， 起發(fā)放部門：開發(fā)部編制：審核：批準：文件名稱：電流模式電源環(huán)路調試作業(yè)指導書文件編號： WI-RD-111第2頁共7頁版次：00機等情況卜對開關管及整流管等具有較大的壓力，故需調節(jié)最大占空比。因芯片可輸出最大占空 比接近100%,故振蕩電阻R值一般不可取太大，為達到所需的開關頻率，定時電容 C則取值相 應大一些，限制其最大占空比在電源所需的范圍內(nèi)。對2846等開環(huán)最大占空比限制在50%以內(nèi)的系列，其定時電阻 R取值不可

4、太小，避免正常 工作時已達到其限制的最大占空比，使環(huán)路無法調節(jié)。1.3常用振蕩頻率的振蕩電阻與振蕩電容組合列表開環(huán)最大占空比的調節(jié)，需綜合考慮電路拓撲結構及電源本身實際情況而定。下而列表說明較常用振蕩參數(shù)及所限開環(huán)最大占空比數(shù)據(jù)，僅供參考。廣：對2843、2842等開環(huán)占空比為100%的系列振蕩頻率fKHz定時電阻R (K Q)定時電容C (PF)開環(huán)最大百分比100K0.82K/3K3682/68245%0.82K103/33260%1K103/22268%1K2682/33273%150K0.82K/3K3682/22245%0.82K562/33260%1K472/33268%1K268

5、273%200K0.82K/3K368245%0.82K332/33260%1K472/10268%1K2332/22273%(注：以上數(shù)據(jù)頻率誤差范圍± 5KHz)表二：對2846等開環(huán)占空比為50%的系列振蕩頻率fKHz定時電阻R (KQ)定時電容C (PF)開環(huán)最大百分比74K18K15246%68K20K15247%文件名稱：電流模式電源環(huán)路調試作業(yè)指導書文件編號： WI-RD-111第3頁共7頁版次：0062K22K15249%.108K18K10246%100K20K10247%92K22K10249%（注：因我司常用高精度聚酯電容最小值為 102,故表二所列數(shù)據(jù)較為局限

6、，實際應用時根據(jù)電源實際情況調整）2、輸出紋波的調節(jié)2.1 概述輸出濾波器對變換器的動態(tài)性能影響較大。變換器的動態(tài)性能往往由LC濾波環(huán)節(jié)參數(shù)決定。 隨著L, C取值的降低，變換器功率級的動態(tài)響應速度可以得到顯著的提高。2.2 調節(jié)方法及步驟由以上分析可知，動態(tài)調節(jié)之前需預先調節(jié)輸出 L, C的參數(shù)，使輸出紋波在指標要求的范 圍內(nèi)，且留有充足的余量。另外，電感調節(jié)需考慮到電流連續(xù)與不連續(xù)，電感飽和的影響，電容 調節(jié)需考慮紋波電流的降額等。對于一個變壓器同時有主路及一路磁飽和時，兩個環(huán)路先單獨調節(jié)。一般調節(jié)方式是：主路L, C取值降低（一般為續(xù)流電感感量降低），使動態(tài)響應速較快；而磁飽和一路的電感

7、L值增大，電容C不可并聯(lián)過多（或使電容的ESR值不可太?。?，使輔路的動態(tài)響應速度較慢，與主 路的動態(tài)響應速度錯開，有利于環(huán)路的調節(jié)。3、電流檢測波形的調節(jié)3.1 概述電流模式方式控制包括兩個控制環(huán)， 一個內(nèi)部電流控制環(huán)和一個外部電壓控制環(huán)。電流模式控制為電流檢測波形與誤差放大器輸出電壓波形比較，當電流波形幅值大于誤差放大器輸出電壓波形時，輸出關斷，以此控制工作占空比及輸出電壓。3.2 電流模式方式控制的優(yōu)點文件名稱：電流模式電源環(huán)路調試作業(yè)指導書文件編號： WI-RD-111第4頁共7頁版次：00對輸入電壓響應快，負載響應快，動態(tài)性能好，逐個脈沖限制可簡化過流保護和短路保護， 適用于負載或輸入

8、電壓有突變或變化較大的情況。3.3 調節(jié)方法及步驟當調測電源環(huán)路前，首先需調節(jié) PWM芯片電流波形，調節(jié)時要充分考慮功率限制的大小， 使功率限制指標在合理的范圍之內(nèi)，且電流波形峰值較高，斜率較大，這樣環(huán)路增益較小，環(huán)路 不易受干擾，環(huán)路也較好調。2843等系列的電流波形斜率主要由輸出續(xù)流電感感量及反饋取樣電阻的大小決定，它們之 間的關系是：輸出續(xù)流電感感量越大，電流波形斜率越?。环答伻与娮枳柚翟酱?，電流波形斜 率越小。調節(jié)電流波形時需充分考慮輸出續(xù)流電感及取樣電阻的大小。調節(jié)此值時，以2843為例，電路如圖1。其3腳波形為電流檢測放大器與斜坡補償所得兩 個波形的求和。對于電流模式控制，電流檢

9、測放大器所得波形應占主要地位， 斜坡補償電路只是 一個補償作用，當電路運行中斜坡補償占主要地位時， 電路其實成為電壓模式控制的電源， 所以 R1, C1的取值一定要注意。R1取值越小，C1的取值越大，斜坡補償作用越明顯。電阻 R1 一股取值10K以下，電容 C1 一般取值470Pf以下。當工作占空比大于50%時，首先必須調節(jié)斜坡補償，且斜坡補償量要加的比較大。電源空載或小載運行時，因2843的3腳電流波形很平，幅值很小，此時環(huán)路最易受干擾， 引起環(huán)路振蕩，通過稍增大 C1加大補償，讓電流波形增大斜率，此時對環(huán)路的穩(wěn)定有很好的效 果。另外，也有電源環(huán)路補償電路取自2843芯片的輸出第6腳、輸入供

10、電電源第7腳及其他方 式的，調節(jié)方法基本與上相同，略。8腳2843系列與16腳的2846系列調節(jié)方式基本相同，只是所調節(jié)的腳位不同，其電路圖2 所示。文件名稱：電流模式電源環(huán)路調試作業(yè)指導書文件編號： WI-RD-111第5頁共7頁版次：00圖1 UC2843等系列斜坡補償處電路圖2 UC2846等系列斜坡補償處電路4、電壓環(huán)路參數(shù)的調節(jié)4.1 概述環(huán)路的穩(wěn)定性直接影響電源本身性能，如 EMC,噪音，效率等各指標，也會對使用電源的 系統(tǒng)造成一定程度的影響，甚至誤操作。環(huán)路穩(wěn)定性不好，也會大大降低電源本身使用時的可靠 性及壽命，嚴重的會引起電源內(nèi)部功率管及其它功率器件炸毀，起火等危險的情況。故環(huán)

11、路穩(wěn)定性調測是電源調試過程中較為重要的一項內(nèi)容。4.2 環(huán)路穩(wěn)定性判定的常用方法及我司常用電路環(huán)路穩(wěn)定性比較簡單的判斷方法是，測量電源的動態(tài)響應、開關管開關波形，或 PWM芯片 調整腳的波形。有關我司常用環(huán)路參數(shù)的電路圖如圖3,圖4,其中圖3為利用運放做反饋穩(wěn)壓的，圖4為利用431做反饋穩(wěn)壓的。圖3利用運放做反饋穩(wěn)壓的電路圖圖4利用431作反饋穩(wěn)壓的電路圖4.3 動態(tài)響應的概念與波形介紹動態(tài)響應的測量可轉換輸出負載由其小載至滿載之中的任意范圍值來測量，通常由25%50%及50%75%等，如此的負載變化在設定的恢復時間結束時，電源由一種狀態(tài)變換至另一種 狀態(tài)的恢復程度即為環(huán)路的動態(tài)響應。圖5 (

12、b) (c)為較為理想的動態(tài)響應波形軌跡。圖5 (a)的轉換波形在方波的上升與下降邊緣，會引起開關的輸出電壓有“上沖”或“下 沖”的現(xiàn)象發(fā)生。文件名稱：電流模式電源環(huán)路調試作業(yè)指導書文件編號： WI-RD-111第6頁共7頁版次：00圖5動態(tài)響應波形如圖5 (b)與(c)所示的波形，這些動態(tài)的Vr電壓大小主要由輸出電容器的 ESR值而定, 然而恢復時間Tr基本為輸出濾波器與環(huán)路響 應的函數(shù)。圖5 (c)所示電源做動態(tài)響應時 的輸出曲線部分，這一部分由環(huán)路參數(shù)決定。圖5 (c)所示的動態(tài)響應波形有利于環(huán) 路的穩(wěn)定，適用于較高輸出電壓的動態(tài)波形。圖5 (b)與(c)的調節(jié)，也需視使用 電源的系統(tǒng)靈

13、敏度而決定，需綜合考慮。在電源做動態(tài)響應時，需注意此時初級 開關管的Vds波形，其波形的上包絡線此時 應該和輸出端所測的動態(tài)響應波形基本相同， 輸出波形上沖或下沖的的時間與初級主開關 管上沖或下沖的時間要相同。動態(tài)響應速度快，一般初級開關管 Vds 波形幅值也隨著升高，所以從電源可靠性角 度來講，較快的動態(tài)響應并不是很好，對于要求不是很高的系統(tǒng)，建議動態(tài)響應速度調慢一些。具體到電源中動態(tài)響應的快慢還需視客戶要求及使用電源的系統(tǒng)而定。 若對于帶有精確監(jiān)控 電源輸出電壓的系統(tǒng)，此時為了降低動態(tài)響應過沖值，其響應時間一般都不會做太大，這樣即使 電源在帶動態(tài)負載時，一部分輸出電壓已超出或低于系統(tǒng)監(jiān)控的

14、電壓范圍值， 但若超出部分的時 問小于監(jiān)控芯片的最小動作時間，芯片也不會動作，這樣有利于整個系統(tǒng)的可靠運行。4.4 影響環(huán)路的參數(shù)及調節(jié)圖3與圖4相對應元器件對環(huán)路的影響基本是相同的， 下面只針對圖3的主要參數(shù)對環(huán)路的 影響做一簡單介紹。圖3中R1值越大，環(huán)路響應速度越快，過沖值會相應增大。C1值越大，環(huán)路響應速度越慢，響應時間tr增加。一般R1取值5K以上，C1取值102及以上。C2值越大，環(huán)路響應越慢，一般 C2取值在幾百Pf左右，以上參數(shù)調節(jié)還需視電路實際情況而定。4.5 PWM內(nèi)部運放外圍參數(shù)的調節(jié)因2843系列1腳為補償端，外接阻容元件以補償誤差放大器的頻率特性。2腳是反饋端，文件名

15、稱：電流模式電源環(huán)路調試作業(yè)指導書文件編號： WI-RD-111第7頁共7頁版次：00將取樣電壓加至誤差放大器的反相輸入端，再與同相輸入端的基準電壓進行比較，產(chǎn)生誤差電壓。 故1, 2腳之間的參數(shù)對環(huán)路調節(jié)也很重要。 一般調節(jié)1, 2腳之間參數(shù)的目的：使電源增益降低， 環(huán)路響應速度變慢，有利于環(huán)路的穩(wěn)定性及電源的可靠性。常用方式為1, 2腳之間串聯(lián)R, CoR值越大，環(huán)路反應速度越快，C值越大，環(huán)路反應速度越慢。為降低環(huán)路的響應速度，所以 R 一般取值幾十歐姆及以下，C 一般取值102及以上。若根據(jù)電源的實際情況，需要較快環(huán)路響應 速度的話，此R與C值也可與上述有一定偏差。3846等16腳封裝系列7腳、12腳與2843系歹的1腳、2腳基本是相同的，調節(jié)方式同2843, 在此省略。4.6 反饋環(huán)路的容差設計1:高低溫在電源所要求的高低溫范圍內(nèi)（加入一定的余量）及輸入電壓范圍內(nèi)，檢查電源環(huán)路的穩(wěn)定 性。a：看主開關管Vds波形是否振蕩，b：其動態(tài)響應波形和電源常溫下是否變化過大，電