解析|電源內部是如何工作的？-KIA MOS管

電源內部如何工作

我們以普通反激為例，來(lái)看看一個(gè)普通的反激電路是如何啟動(dòng)發(fā)出脈沖傳遞能量及最終達到穩壓，及碰到擾動(dòng)后又是如何自動(dòng)調整的。

1.電源是如何啟動(dòng)的

對于一個(gè)利用384X做的反激電源來(lái)說(shuō)，采用額外的VCC供電一般來(lái)說(shuō)是不現實(shí)的，電源的啟動(dòng)是通過(guò)啟動(dòng)電容及啟動(dòng)電阻來(lái)實(shí)現，從VCC接一個(gè)電阻到整流后的輸入母線(xiàn)，暫稱(chēng)為啟動(dòng)電阻，從VCC接一個(gè)電容稱(chēng)之為啟動(dòng)電容。

一般來(lái)說(shuō)，流過(guò)啟動(dòng)電阻的電流應該保證在輸入電壓最低的情況下，電流在0.5mA以上（當然電流越大，電源啟動(dòng)速度越快，但相應的電阻的損耗越大）。

在啟動(dòng)的時(shí)候，IC要注意兩個(gè)電壓點(diǎn)，一個(gè)叫啟動(dòng)電壓，一個(gè)叫截止電壓，對于42、44來(lái)說(shuō)，啟動(dòng)電壓是16V，截止電壓是10V，在IC啟動(dòng)之前并不耗電，那么流過(guò)啟動(dòng)電阻的電流會(huì )給啟動(dòng)電容充電，啟動(dòng)電容電壓會(huì )慢慢升高。當電容電壓達到IC啟動(dòng)電壓的時(shí)候，IC開(kāi)始啟動(dòng)輸出脈沖。電路開(kāi)始工作了。

當IC開(kāi)始工作后，流過(guò)啟動(dòng)電阻的電流是無(wú)法滿(mǎn)足IC的工作需要的，多余的能量就由啟動(dòng)電容來(lái)提供，電容電壓開(kāi)始逐漸降低，當電容電壓降低到IC截止電壓的時(shí)候，IC停止工作了，所以在電容上電壓降低到IC截止電壓之前，必須有別的回路來(lái)提供IC工作需要的電流，否則就會(huì )出現啟動(dòng)失敗的現象。

當IC啟動(dòng)失敗后，IC不消耗電流，電容電壓又逐漸升高。重復如此，這就是很多工程師多次提到的，VCC電壓怎么是個(gè)三角波的情況。

2.VCC不正常可以從以下幾點(diǎn)來(lái)查找

(1) 是否增加了輔助供電繞組

(2) VCC繞組同名端是否正確

(3) 繞組匝數夠不夠

(4) 看看輔助繞組串聯(lián)的電阻，是不是選的有點(diǎn)大，先短路試試

3.什么是打嗝，打嗝就是一直在通過(guò)啟動(dòng)電路給電容充電又放電的方式給你的PWM芯片供電，輔繞組的電壓一直起不來(lái)。

4.啟動(dòng)后如何工作

當啟動(dòng)電容上的電壓達到IC的工作電壓的時(shí)候，IC開(kāi)始工作，發(fā)出第一個(gè)驅動(dòng)脈沖。

當驅動(dòng)脈沖發(fā)出來(lái)后，MOS管導通，變壓器兩端電壓變成母線(xiàn)電壓，變壓器看做電感，電感量為變壓器初級電感值，電感兩端電壓為VIN,持續時(shí)間為DT，那么電感電流在MOS管關(guān)閉之前為VDT/L。

當MOS管關(guān)閉的時(shí)候，電感儲存的能量的找一個(gè)通路泄放出去，否則只能自爆（擊穿空氣拉弧）有兩個(gè)回路，一個(gè)是擊穿MOS管，通過(guò)輸入泄放，一個(gè)是通過(guò)輸出二極管整流后給輸出電容充電，如果你的電路選擇了第一條通路，電路參數選擇錯誤。

不過(guò)在第一個(gè)脈沖出現的時(shí)候，這個(gè)現象好像不會(huì )發(fā)生，因為副邊輸出還沒(méi)有電壓，副邊相當于短路。所以能量只能通過(guò)整流二極管后給輸出電容充電，提高輸出電壓。

如果濾波電容選擇的很小，也就是0.5LII大于0.5CUU，那么第一個(gè)周期電感儲存的能量就足以將輸出濾波電容電壓抬高到設計輸出電壓之上，電路閉環(huán)了。

當然我們一般來(lái)說(shuō)反激的輸出濾波電容都選擇的比較大，第一個(gè)開(kāi)通周期變壓器儲存的能量應該不足以充滿(mǎn)輸出電容。（這里沒(méi)算過(guò)，估計的）。

5.RT/CT的作用

我們設置的RT、CT，實(shí)際就是設置充電放電時(shí)間，也就是頻率，通過(guò)RT給電容充電，充電時(shí)間就是導通時(shí)間，CT電壓達到一個(gè)設定值后，比較器翻轉，有一個(gè)恒流源給CT放電，CT放電時(shí)間是死區。

6.負載調節，電源的動(dòng)作

突然增加負載的時(shí)候，電路是沒(méi)有反應的，也就是傳遞到副邊的能量在增加負載的瞬間是沒(méi)有變化的，但負載消耗的能量增大，會(huì )發(fā)生什么情況？只有輸出電壓降低，電路監測到輸出電壓降低，才會(huì )有動(dòng)作。

7.電源帶載能力弱

前面提到，如果第一個(gè)脈沖周期，變壓器傳遞到副邊的能量就足以讓輸出電壓達到設定值，環(huán)路閉環(huán)。那么折算到輔助輔助繞組去的電壓也足以維持ic的工作，這樣就不用再擔心啟動(dòng)電容儲存的能量夠不夠電源啟動(dòng)的問(wèn)題了。

但在正常情況下，一個(gè)周期變壓器儲存的能量并不足以讓輸出電壓提高到設定值，那么就需要多個(gè)周期能量的傳遞。每個(gè)周期輸出電壓提高一點(diǎn)直到達到設定值。但要注意在輸出電壓達到設定電壓前自舉電容要挺住，要是支撐不住就又啟動(dòng)失敗，就會(huì )出現前面所說(shuō)的情況了。

從上面的描述我們可以看出，如果輸出電容比較大，或者輸出帶重載的情況下，電源越難啟動(dòng)，相信有很多有經(jīng)驗的工程師也碰到過(guò)，為什么我的電源，空載輸出電壓穩定而帶載輸出就一跳一跳的呢？遇到這種現象，一般先建議加大輸出電容試試，如果加大還不起作用，然后再找別的問(wèn)題。

8.什么是次諧波震蕩

在實(shí)用開(kāi)關(guān)電源設計里，對于次諧波震蕩是這樣描述的：在電流控制模式下，當電流達到一定程度（由誤差放大器輸出決定）時(shí)，開(kāi)關(guān)關(guān)斷，如果占空比超過(guò)50%，電感電流的上升時(shí)間就大于整個(gè)周期的50%，那么電流下降時(shí)間久小于一個(gè)周期的50%；

在較短的時(shí)間內，電感電流還沒(méi)有來(lái)得及回到靜態(tài)初始值，下個(gè)周期就開(kāi)始了，下一個(gè)周期的初始電流變大，在接下來(lái)的周期里，電感電流就很快上升到參考點(diǎn)，使導通時(shí)間變短，占空比變窄，這個(gè)周期的占空比減小到50%以?xún)龋?/span>

但這樣又導致關(guān)斷是時(shí)間太長(cháng)，下一個(gè)周期的電流初始值太小，導致下一個(gè)周期的占空比再次超過(guò)50%。周而復始就出現一個(gè)過(guò)大及過(guò)小周期的震蕩，這就叫次斜坡震蕩。

次斜坡震蕩只在電流型控制中出現，增加斜坡補償就是使電流型控制向電壓型控制轉變。