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单端自激式反激开关电源的间歇振荡

                                              

                               单端自激式反激开关电源的间歇振荡

                                                        王佰营

                                          http://wbymcs51.blog.bokee.net

      间歇振荡是指在一段时间内开关管周期振荡,而在相邻的下一段时间内开关管不动作处于截止状态,如此反复进行的一种现象。在周而复始地循环,振荡时可能是设计频率(几十千赫兹,也可能低一些),而在振荡与停振的间隔频率只有数百到数千赫兹,可引起变压器产生异常的噪声,并使输出电压纹波增大。

  

      RCC式开关电源的间歇振荡,主要有三种情况:空载时,重载时和保护电路动作时。

 

      空载或轻载时,间歇振荡比较容易发生;一般在设计时,最小负载就是考虑间歇振荡刚好不发生。出现间歇振荡的原因是负载太小,负载耗能也很小,占空比也很小;当开关管导通时间小到一定程度时,由于开关管的电荷的存储效应,开关管本身从导通到完全关断所用的时间就大于调整电路需要其导通的时间;这样几个周期的振荡所给输出端提供的能量较多的大于负载所消耗的能量,输出电压升高,调整电路便关掉振荡;当负载能量消耗到一定程度时,电容的电压降低,而控制电路又让开关管振荡起来。如此重复,而出现间歇振荡。

 

      有时,调整电路需要开关管导通的时间未必小于开关管从导通到完全关断所用的时间,也会出现间歇振荡。主要还是与负载太小有关,这个最小负载的阀值,与电路调试的好坏有关,特别是相位补偿电路影响较大。

 

      重载(包括输出短路)时的间歇振荡和轻载时恰恰相反。如当负载严重短路,将消耗很大的能量,大于开关变压器的设计值时,就会造成开关管振荡的正反馈能量不足,导致振荡频率急剧下降,出现可以听到的“吱吱”声。更严重的导致停振,片刻,又起振,如此重复而形成间歇振荡。

 

      可见,自激式开关电源的重载时的间歇振荡与开关电源额定输出功率和负载异常时消耗的功率有关。当总负载消耗的功率远小于开关电源额定输出功率就不会出现间歇振荡振荡;因此,我们在设计时要特别注意局部短路的处理:比如,我在设计80瓦输出功率的开关电源时,输出有三路:45V12V5V; 45V输出功率为60W,12V15W,5V5W;当5V这一路短路时,45V这一路还未加载几乎还是空载时,开关电源就感受不到短路,因为,5V这一路短路功率一般达不到60W;这样的结果是,5V的整流二极管因过热而短路,相当于5V绕组短路,这时开关管炸裂。因此,局部短路保护就成为必要。

 

      保护电路动作也可形成间歇振荡:当输出电路出现故障时,保护电路动作,开关管停振,输出电压降低,保护解除,开关管又工作起来,又保护,而形成间歇振荡。我用单向可控作保护电路的执行元件时就有如此现象,因为要可控硅关断需要正向电压降到几乎为零时。

 

      通过以上分析,可以看到,虽然RCC式开关电源具有自我保护能力,但这种能力的实现需要良好的技术设计和精心的调试作保障。要使开关电源工作良好并且工作可靠,任何一个环节都不可疏忽。http://wbymcs51.blog.bokee.net

 

关于单端自激式(RCC)反激开关电源的设计请点击:

       ST公司自激式开关电源设计一

          ST公司自激式开关电源设计二

          ST公司自激式开关电源设计三

       自激式单管反激开关电源的特点

      关于单端反激开关电源磁芯选择请点击:

       单端反激式开关电源磁芯尺寸和类型的选择

       反激式开关电源设计的思考六

       反激式开关电源设计的思考四

       反激式开关电源设计的思考三(磁芯的选取)

       反激式开关电源设计的思考二

       反激式开关电源设计的思考一

       无法割舍的开关电源

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