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小功率电源中的PSR控制原理
先谈谈CV操作模式,现在大部分芯片都是直接取样辅助线圈上电压,由于漏感的原因,在MOS关断后,也就是次级二极管导通瞬间,会产生一个尖峰,影响电压采样,为了避开个这个尖峰,大部分厂家都是采用延时采机,也就是在MOS管关断一段时间后再来采样线圈电压。从而避开漏感尖峰。PI是在高压开关关断2.5 μs采样。这种采样方式其实在以前很多芯片上的过压保护上也都有应用,比如OB2203和UCC28600,NCP1377上都有这样的应用,所以可以得到较高精度的过压保护。
还有些厂家是在下取样电阻上并一个小容量的电容来实现。同时建义大家吸收电路使用恢复时间约只有2us的IN4007再串一个百欧左右的电阻作吸收。可以减小漏感产生的振铃,从而减小取样误差。得到较高采样精度。次级圈数固定,辅助绕组固定,取样精度高。比较器内部精度也高,自然可以得到较高的输出电压精度。
先写个变压器的基本公式。Np*Ipk=Ns*Ipks(变压器次级只有一个绕组Ns),Np,Ipk,Ns,Ipks分别是初级圈数,初级峰值电流,次级圈数,次级峰值电流 .
当工作在DCM模式时,输出电流是次级电流(如图的三角形)在一个工作周期的平均值,所以Io=(Td/T)*Ipsk/2, 其中 T为工作周期。
Np*Ipk=Ns*Ipks
所以Ipks=Np*Ipk /Ns,
将Ipks=Np*Ipk /Ns代入Io=(Td/T)*Ipsk/2 ,
得到Io=(Td/T)*(Np*Ipk /Ns)/2。
可以看出Np,Ns为常数,只要固定Ipk,和Td/T就可以得到固定的电流输出。
市面上很多IC固定Ipk的方式是限制初级MOS取样电阻上的峰值电压,同时为了避免寄生电容在导通时产生的电流尖峰,会加入一段消隐时间。
Td/T 是由IC内部固定的。OB的是0.5(他是给出TD同频率的关系),BYD的1508是直接给来的0.42。仙童的没有直接给出1317没直接给出这个值,而是给出了一个计算初级电流的公式。也是间接告诉了Td/T 。
CC时,在不同输出电压情况下,工作在PFM模式以保证固定的Td/T而实现稳定的输出电流。这就是实现恒流的基本原理,输出电压变化时能保证电流不变。只要保证IC Td/T 的精度,以及初级峰值电流的限流精度就可以得到较高的输出电流精度。这两部分基本上取决于IC。取样电阻保证1%是没有问题的。
Io=(Td/T)*(Np*Ipk /Ns)/2。
可以看出Np,Ns为常数,只要固定Ipk,和Td/T就可以得到固定的电流输出。
CC时,负载电压变化会引起频率的变化,电压高时频率,低时频率也降低。从而保证稳定的输出电流。后面会分析一下,关于PSR如何补偿电感量变化,以及合理的电感量选择。
电容端变化是有个过程的。在CC模式时,当负载变小的,输出电压下降,Td和T会同时增大,但比例不变。因为Ipk*ton是不变的。因为Vin和L是不变的。根据伏秒变衡。Vin*Ton=N*Vo*Td,Vin和Ton是不变的,N为常数,所以输出负载的变化会引起输出电压的变化,输出电压的变化会引起Td的变化,而Td/T是被IC固定的。所以最终是频率的变化再讲讲PSR对电感量补偿的原理。看过PI LN60X实验视频的朋友可以看到他们的PSR对电感量有补偿。
来源:电源网
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