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[开关电源] 反激电源mos发热保护

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 楼主| thepower 发表于 2019-9-20 19:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
MOS, 电源, 反激, 热保护, ic
输入220vac。用的是viper22a，输出10w，匝比20:1，其他都正常，就是满载会热保护了，ic自身热保护，不知道是什么原因？
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伟林电源
是不是LP太小了？  发表于 2019-9-20 23:46

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 楼主| thepower 发表于 2019-9-20 19:58 | 显示全部楼层

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戈卫东 发表于 2019-9-20 21:08 | 显示全部楼层
用示波器看看漏极波形。。。
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thepower
D极波形很正常啊，占空比有点小，可是初级电流很小，平均电流才一百多ma而已，怎么发热这么大。  发表于 2019-9-20 23:35
戈卫东 发表于 2019-9-20 21:08 | 显示全部楼层
这个IC有散热需求的，不知道你怎么做的。
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thepower
散热是通过铜箔来散热的，裸露的，应该没有问题，计算得出ic的温升应该在四十多度而已，可是实测却又八十多度，  发表于 2019-9-20 23:34
 楼主| thepower 发表于 2019-9-20 23:36 | 显示全部楼层

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伟林电源
软件上的只是参考值，这个要根据你的实际设计来确定是否能符合要求，散热条件很关键。  发表于 2019-9-20 23:48
戈卫东 发表于 2019-9-20 23:55 | 显示全部楼层
既然你这么有把握，那没我们什么事了。。。
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thepower
初级电感量真的会影响到mos的发热吗？  发表于 2019-9-21 14:16
thepower
不是这个意思，我就是想说，理论计算的值怎么跟实际偏差那么多，mos的损耗主要是导通损耗和开关损耗，我不知道问题出在哪里呢？之前有做过同类的电源，方案也是一样，可是没什么问题，很奇怪。  发表于 2019-9-21 13:43
 楼主| thepower 发表于 2019-9-21 13:44 | 显示全部楼层
初级电感量是1.6mH，这个会影响到mos的发热吗？
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 楼主| thepower 发表于 2019-9-21 13:46 | 显示全部楼层
初级匝数80t，次级匝数4t，三明治绕法。
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伟林电源 发表于 2019-9-21 13:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 伟林电源 于 2019-9-21 13:56 编辑

初级开关波形
230vac输入，输出10w满载，（此电源本来是设计成全电压输入，所以高端输入占空比有点小）

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 楼主| thepower 发表于 2019-9-21 13:59 | 显示全部楼层
初级开关波形（mos漏极）

输入230vac，输出10w满载，（此电源本来是设计全电压输入的，所以高端输入占空比有点小）

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tianxj01 发表于 2019-9-21 14:38 | 显示全部楼层
thepower 发表于 2019-9-21 13:59
初级开关波形（mos漏极）

输入230vac，输出10w满载，（此电源本来是设计全电压输入的，所以高端输入占空比 ...

占空比小是一回事情，你这个输入AC230 直流峰值应该是230*1.4=322。
看波形400V都不到，扣除尖峰，反射电压应该为380-320=60V。
反射电压低，出功率就差，变压器参数调整一下吧，至少设计到90V吧。
10W的，1.6mH大了，大概1.0-1.1比较合适。
看你反馈，输出电压为4V吧，10W输出，电流至少2.5A，电压比较低，而电流不小，需要注意的是，输出C11，采用一般的电解电容，会很热，估计不久就会爆浆。这档电流，最好采用固态，纯粹成本限制，则至少多个比如1000uF/10V的并联。其实，一个820uF/6.8V固态，要远好过2700uF的普通电解。

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thepower
@tianxj01 ：谢谢你的回复，情况是这样的，我两个变压器的初级匝数是一样的，都是160t，只是电感量不一样而已，1.1mH和3mH各做了样品，结果1.1mH的变压器装机实测跟以前那个1.6mH的变压器一样，带载效率很低，ic会热保护，同样换上3mH的变压器就不会，温度只有50度，波形也很正常，我贴图在最下面的帖子里。  发表于 2019-9-27 18:33
tianxj01
@thepower ：我这个参数是按照EE19算的，你变压器比19还小，则同样电感量，匝数必须提高。提高到150-160匝，就应该完全正常。还是变压器磁感应强度的问题。包括你最后打样的变压器，在目前电感大，则高压下使用，就比较合适，但是低压满功率范围就差了。  发表于 2019-9-27 10:47
thepower
@tianxj01 ：现在按照你的参数1.1mH打样回来，装上pcb实测依然是会热保护，效率很低，而换成了3mH的样品就没问题，温度只有50度而已，这是为什么？能帮我解释一下吗？  发表于 2019-9-26 18:49
tianxj01
@thepower ：好吧，按照你自己算的去做吧，我们都算错了。  发表于 2019-9-22 08:32
thepower
@tianxj01 ：按照你这样的计算公式，DCM模式下得出的电感量也是1.6mH，ccm模式下至少要3mH。  发表于 2019-9-21 21:12
tianxj01
@thepower ：反射电压和初级电感量没有任何关系，不知道你用的是什么公式。 电感量是按照最小干线电压，最大占空比，峰值电流计算出来的。这路设计到干线电压100V（大概85VAC时候的谷底）反射电压90V，芯片峰值电流0.7A。60KHz 该时刻占空比=90/（100+90）=47%，导通时间7.9uS。则电感量=1.12mH。  发表于 2019-9-21 18:58
thepower
实际上匝比就是按照折射电压90v计算的，因为考虑到要兼容280-300v的高压输入，所以折射电压没有取值太高，再就是初级电感量计算出来的数值至少要3mH，而不是你说的1mH，这其中的计算是哪里出了问题呢？  发表于 2019-9-21 18:22
tianxj01 发表于 2019-9-21 14:47 | 显示全部楼层
thepower 发表于 2019-9-21 13:59
初级开关波形（mos漏极）

输入230vac，输出10w满载，（此电源本来是设计全电压输入的，所以高端输入占空比 ...

补充一下，没看见你变压器线径参数，输出2.5A，至少需要0.45线2根并绕，原边线径过小，内阻升高，也是造成输出效率降低的主要原因。
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thepower
次级输出是0.55三根并饶，这个应该没问题。  发表于 2019-9-21 18:14
乞力马扎罗的雪 发表于 2019-9-21 15:07 | 显示全部楼层
占空比太小，就意味着同样输入平均电流的情况下电流的RMS值偏大，那么MOS上的热损耗也偏大。
反射电压偏低的话，原边对副边的馈能能力差，整体效率也偏低。
如果整体效率偏低，就意味着要输入更多的能量，MOS的负担自然也重。
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thepower
是的，占空比小，Ipk就会相对高些，可是在viper的手册里面提到的温升范围是可以接受的，官方的计算软件得出的值只有四十度而已，实际测试确是超过了85度过热保护了。  发表于 2019-9-21 18:19
tianxj01 发表于 2019-9-21 16:39 | 显示全部楼层
乞力马扎罗的雪 发表于 2019-9-21 15:07
占空比太小，就意味着同样输入平均电流的情况下电流的RMS值偏大，那么MOS上的热损耗也偏大。
反射电压偏低 ...

看波形，主开关导通末段，明显起翘，应该是变压器设计问题，进非线性了。
不知道用的什么磁芯，一般这档功率，了不起EE19，1.6mH，才80匝，磁感应强度太高了。
至少120匝左右，开气隙到1.1mH，变压器就正常了。
再调整反射电压，当然同时占空比也会变动，芯片应该不会过载了。
这路芯片做个输出15W以内，dip的，都不应该热保护。
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thepower
@tianxj01 ：换成3mH的样品，带载不会热保护，带满载实测ic温度只有50度、  发表于 2019-9-26 18:38
thepower
打样回来的变压器有按照你说的电感参数做了样品，LP：1.1mH，装到pcb上面测试空载正常，可是带载ic仍然会热保护。实测ic带满载温度超过80度，  发表于 2019-9-26 18:36
thepower
@tianxj01 ：DCM状态计算跟电感量无关，那么照你这么说法，岂不是电感量可以随意取值？  发表于 2019-9-21 20:10
thepower
@tianxj01 ：重新设计后参数如下：LP=3mH，初级匝数：160t，次级匝数：8t，匝比20:1，此处折射电源取值90v，按照你的公式计算B=238mT，你觉得这个计算还有问题吗？  发表于 2019-9-21 19:37
tianxj01
@thepower ：EE16 你只是80匝，芯片不保护才怪。工作在DCM，计算可以和电感量无关，芯片是工作在峰值电流状态，这里内部设计的为700mA。你算算磁芯的磁感应强度，早开始进入饱和了。 B=Vin*Ton/N/Ae N=80 Ae=19.3mm2 Vin=320 Ton=2.3uS 结果=476mT。 这路磁芯就没见过可以工作到这个磁感应强度的。  发表于 2019-9-21 18:38
thepower
@tianxj01 ：如果提高折射电压值的话，初级感量还要增加，你是如何确定1.0-1.1mH这个值的呢？  发表于 2019-9-21 18:30
thepower
@tianxj01 ：变压器采用的是ee16，体积限制，工作频率是60k，DIP封装，规格书标称是可以满载15w工作，输出是SB540+1000uf固态。  发表于 2019-9-21 18:27
tianxj01
@thepower ：我有用EE22，做的4.2V单锂电充电，足3A的电流，加上采样的0.3V压降，输出实际上4.5V，芯片用的是DK1203，这颗料，和你用的viper22a 如果是DIP，功率还低一点，实际工作，满负载，芯片基本上稍有温升。输出采用的是SS54+1000uf的固态.整流管比较热，变压器中等温度。这个满功率是4.5*3=13.5W。供参考..........  发表于 2019-9-21 18:16
thepower
而且计算出来的初级电感量是3mH左右，初级匝改成160t，匝比不变，还是20:1、请问你的1.1mH是怎么得出的？  发表于 2019-9-21 18:10
thepower
匝比20：1，反射电压就是90v左右，这个可以计算出来的。  发表于 2019-9-21 18:08
 楼主| thepower 发表于 2019-9-21 20:27 | 显示全部楼层
请问，正常的磁感应强度应该取值在什么范围比较好呢？
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伟林电源
通常锰锌铁氧体的磁感应强度在300-500mT之间，一般在选用的时候考虑到实际应用的降额及差异性，可能选值在200=300之间比较合适。  发表于 2019-9-22 00:58
戈卫东 发表于 2019-9-22 10:09 | 显示全部楼层
磁心有点小了，你可能需要放弃“功率10W”和“全电压”当中的一个。
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thepower
@戈卫东 ：首先不管是空载还是带载，漏感尖峰很小，这个可以在波形上体现，而且在输出二极管那加了RC吸收，还是没有改善这个问题，还有其他更好的办法吗？  发表于 2019-10-4 21:19
伟林电源
@戈卫东 ：在输出二极管处加一级RC吸收，只是针对关断尖峰，待机不会提现出来，影响的效率可以忽略不计。  发表于 2019-10-4 18:47
戈卫东
@伟林电源 ：应该也可以吧。加强吸收会降低一点效率。  发表于 2019-10-4 16:23
伟林电源
@戈卫东 ：可否考虑加吸收电路？毕竟加负载是会增加待机功耗的。  发表于 2019-10-4 13:38
戈卫东
@thepower ：空载时关断尖峰提供额外的输出电压增长，辅助绕组因为没用得到同样的增幅导致电压不足。对策是额外添加一个负载。  发表于 2019-9-28 17:27
thepower
绕组层次是这样的：一半初级，主输出，一半初级，辅助绕组。  发表于 2019-9-26 18:33
thepower
重新设计的变压器参数就是按照220输入设计的，具体参数在17楼，三明治绕法，带载很ok，就是空载辅助绕组的电压太低，可是带载后电压飙升很高，超出原本设计的电压。这是为什么？  发表于 2019-9-26 18:32
戈卫东 发表于 2019-9-22 10:20 | 显示全部楼层
磁心用小了对于这种频率固定的IC，功率就无法做上去了。
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 楼主| thepower 发表于 2019-9-24 22:46 | 显示全部楼层
重新打样回来的变压器今天实验通过了，满载老化ic的温度只有五十多度，室温33度，
参数如下：LP=3mH，初级匝数：160t，次级匝数：8t，匝比20:1
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 楼主| thepower 发表于 2019-9-27 19:05 | 显示全部楼层

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