经典案例标准范例

发布 2019-08-30 10:39:20 阅读 2744

一:问题描述;

模块在输出带大容性负载(1000uf)时,短路功耗如下:,输入36v,短路功耗为:p功耗 =0.

22a× 36v=7.92w;,输入48v,短路功耗为:p功耗 =0.

22a× 48v=10.56w;,输入75v,短路功耗为:p功耗 =0.

22a× 75v=16.5w;

二:问题定位;

从问题描述中可以看到在输出短路时电路功耗是很大的。而为什么功耗有这么大,现做以下分析:

1, 过流保护分析

此电路采用的是峰值电流保护方式,所以在输出短路时2843的6脚还有较小占空比的pwm输出,此为功耗大原因之一。

2, 原边辅助电源分析。

如图1所示,我做了以下实验:将r26(标记2)去掉,及去掉辅助绕组。开机启动能够正常工作(带1000uf容性负载)。

从以上实验可知道模块在正常工作情况下,即使没有辅助绕组也可以正常工作,所以在输出短路时辅助启动电路还是可以通过图1中标记1处的电路提供2843的vcc,所以电路的功耗会很大。此为原因之二。

图1三:解决方案。

由于电路的过流保护方式已定,我们只能在辅助电源处寻求解决的方法。

方案一:由于图1标记1处电路的电流足够大以至于在短路时还可以提供足够大电流的vcc实验想法减小图1标记1处电路的电流及加大r27(标记3),实验证明r27加大到820欧姆的时候电路在不要辅助绕组的情况下还能够正常启动,再当加大到1k的时在不要辅助绕组的时候不能正常启动,说明标记1处电路的电流已经足够小了;但在此时加上辅助绕组之后电路也不能正常启动,波形如图2所示。由图2可以看出vcc在输出和辅助绕组电压建立起来之前提前掉下去了。

解决的方法就是要求图1中c2(标记1)的电压保持一个较长的时间(注1),及图1中c2(标记1)电压保持时间t大于输出电压的建立及辅助绕组电压的建立时间tr。然后由辅助绕组提供vcc给7脚,电源才会正常工作起来。电容的电量公式q=i×t=⊿u×c;由此可以看出加大电容c可以将时间t延长。

实验证明只有当电容加大到采用3个100uf/16v的钽电容时模块才能够正常启动工作(带1000uf容性负载),这样不仅成本增加了而且在此处根本放不下封装为d的三个钽电容。处于成本和电路版面面积有限的考虑此方案不可取。

图2方案二:

用rc启动电路代替三极管启动电路,可以节省很多版面面积。更改后的电路如图3所示:

图3然后由辅助绕组提供vcc给7脚,电源才会正常工作起来。由电容的电量公式q=i×t=⊿u×c;看出解决的方法有两种一是加大电容c,二是加大⊿u。

一),加大电容c;

实验证明只有当电容加大到采用3个100uf/16v的钽电容时模块才能够正常启动工作(带1000uf容性负载),及是说在此时刻t>tr。。此时短路功耗在输入高低压时都非常小(输入电源基本没有电流显示)能够达到客户要求。其开机启动波形如图4所示。

图4显然加大电容后成本会有很大提高,并且模块版面有限能否有面积放下三个钽电容有待考虑,所以此方案有待确认!

二),加大⊿u,用3842替代2843

表1如表1所示3842的典型启动电压为16v,截止电压为10v,⊿u1=6v;而2843的典型启动电压为8.4v,截止电压为7.6v,⊿u2=0.

8v;显然⊿u1 ﹥⊿u2并且⊿u1=7.5⊿u2 ,由电量公式q=i×t=⊿u×c可知电容c可以减小7.5倍。

这样可以节约较大的成本而且版面有足够的空间。但由图5的变压器设计示意图和表2的变压器的电气参数表发现;由表2中红色部分知道辅助绕组与输入绕组的匝比为8比9;现输出电压为12v,通过计算辅助电源电压为10.6再减去一个二极管的压降此时vcc就达到了3842的截止电压。

所以此方法需要对变压器的辅助绕组匝数进行调整。图5表2

四:结论。1, 要想将lvtb15s4812的短路功耗降低,可行的解决方案只能采取方案二的两种方法:

如果采用第一种方法,优点:不需要改动变压器,周期短。

缺点:需要三个100uf/16v封装为d的钽电容,这样成本比较高,版面空间可能会不够;同时用rc启动之后功耗较大,效率会降低。

如果采用第二种方法,优点:电容的容值可以减小7.5倍,可以降低很大成本,版面也有足够空间。

缺点:需要改动变压器,周期长了,同时换用3842的方案由于启动电压高了,功耗也会较大,效率会降低。

2, 方案二的两种方法都会使开机延迟时间和输出上升时间变长,第二种方法相对第一种方法开机延迟时间和输出上升时间会短。

注1:客户对开机延迟时间和输出上升时间要求如下。

开机延迟时间。

客户反馈该项指标要求不严,只要满足业界指标就ok了。

输出上升时间。

客户反馈该项指标要求不严,只要满足业界指标就ok了。

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