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初次设计反激电源式电源步骤

时间:09-14 来源:互联网 点击:

准备

在初次设计电源之前,应确保电源所采用的印刷电路板符合Power Integrations器件数据手册中指定的布局指南。如果在实验用面包板或原始样板上搭建设计的电路,会引入很多寄生元件,这样会影响电源的正常工作。而且,许多实验用面包板都无法承载开关电源所产生的电流水平,并可能因而受损。此外,在这些电路板上非常难以控制爬电距离和电气间隙。

所需设备

在本课程中,您将用到以下设备:

1.一个隔离式交流电源供应器或一个自耦变压器

2.一个瓦特表

3.至少四个数字万用表,其中两个具有高精度电流量程

4.一个带有高压探针的示波器

5.一个电流探针
6. 还有您的实际负载

第1章:术语
本课中将频繁使用的两个术语是“稳压”和“自动重启动”。当电源处于稳压状态时,控制器持续接收反馈,所有输出电压均保持稳定不变,并处于指定的容差限值内。自动重启动是Power Integrations器件中内置的一种保护模式。
处于稳压状态的输出

自动重启动

在工作期间,如果所消耗的功率大于电源所能提供的功率限值,或者在启动后,电源的输出电压在指定的时间内不能达到稳压,Power Integrations器件将进入自动重启动保护模式。这种设计通过限制电源在故障情况下提供的平均功率,可防止元件受损。有关特定的自动重启动导通时间,请参见相关的Power Integrations器件数据手册。
在测试期间,如果发现电源性能与本课程中所描述的情况不符,或者表现出任何异常特征,请停止测试程序,并参照其他PI大学故障诊断课程中的内容排查问题,或者联系当地PI代表解决问题。

第2章:设计信息

现在就可以开始测试了。下面,我们将以使用TinySwitch -PK器件的RD-1151参考设计电路板为例进行讲解。该电源用于DVD播放器,可提供7.5 W的连续输出功率,峰值功率为13 W。连续输出功率分为四路输出,它们包括:

3.3 V,500 mA

5 V,500 mA

正12 V,250 mA

负12 V,30 mA

第3章:目测

设计之前,应先目测检查电路板,确保所有极性组件都已正确插装。虽然这种情况并不常见,但一个元件插装错误却能导致破坏性故障。

即使在完成了元件插装检查后,我们仍强烈建议您在第一次设计电源时佩戴护目装置。确保所有极性组件都已正确插装
第4章:禁用欠压锁存

第一步是检查电源能否在低输入电压下正确工作,因此您需要禁用Power Integrations器件的欠压锁存功能(如果已启用的话)。在大部分设计中,这意味着将UV电阻从电路板上卸除。在本设计范例中,UV电阻连接在DC总线和TOPSwitch -HX器件的M引脚之间。您需卸除这些电阻,使M引脚与源极短路。如果是其他产品,请参阅相应的器件数据手册,确定应使用的正确元件和禁用UV功能的方法。

第5章:极低电压工作

接下来,将两个短导线焊接到输入电容的负极和正极端子上,用作测试点。为了正确验证低电压工作情况,您需要在施加低AC输入电压的过程中,监测输入电容的输出电压和DC总线电压。将一个万用表连接到电路板的输出端子,并将另一个万用表连接到输入电容,利用两个测试点进行监测。这两个万用表都应设置为读取DC电压。

如果您的设计有多路输出,可将负载电阻连接到主稳压输出以外的任何输出。负载电阻的大小应能够吸收为每个输出指定的最小负载。这样可防止这些输出电压因峰值充电而超出规格范围。

如果没有为输出指定最小负载,那么选择电阻吸收5 mA的输出电流。将AC输入导线连接到电路板。确保AC输入正确连接到电源的输入端子,而不是连接到DC输出。AC输入连接错误可严重损坏电源。

在本测试中,您还需要测量AC输入功率。如果您有瓦特表,请参照其操作手册中有关如何安装到AC输入通道的说明,配置为测量AC电压、电流及输入功率。如果没有瓦特表可用,可将第三个万用表与AC输入串联,设置为测量AC电流。再将第四个万用表连接到电源输入端子,测量AC电压。

现在,确保自耦变压器或交流电源供应器设置为零,然后将其开启。将输入电压慢慢提高到约10 VAC。您应该可以在瓦特表或输入万用表上看到AC输入电压在逐步增大。如果没看到的话,应确认您的交流电源供应器是否配置正确。您还应该看到DC总线电压在您施加AC电压的过程中不断增大。

如果您使用的是瓦特表,稳态AC输入功率应小于15 mW。如果您使用的是两个万用表,稳态AC电流读数应小于10 mA。如果您看到输入功率或AC电流高于此值,那么说明您的电路板存在故障。关闭交流电源供应器,断开AC输入连接。

在上述情况下,持续提高AC电压会对电路板造成破坏性故障。有关确定和修复电路板故障的信息,请参见PI大学课程“修复无输出电压的反激式电源”。

第6章:

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