kevin-wang 发表于 2017-5-26 14:51:51

电源设计】开关电源各点波形



1.单管反激电路基本结构http://5.eewimg.cn/data/attachment/forum/201607/14/102113cznttvovjuoninux.png.thumb.jpg 基本工作原理 ON/OFF(省略)
2. 两种模式DCM 和CCM(1) CCM 和DCM 模式判断依据CCM 和DCM 的判断,不是按照初级电流是否连续来判断的。而是根据初、次级的电流合成来判断的。只要初、次级电流不同是为零,就是CCM 模式。而如果存在初、次级电流同时为零的状态,就是DCM模式。介于二者之间的就是BCM 模式。(2) 两种模式在波形上的区别变压器初级电流,CCM 模式是梯形波,而DCM 模式是三角波。 次级整流管电流波形,CCM 模式是梯形波,DCM 模式是三角波。 MOS 的Vds 波形,CCM 模式,在下一个周期开通前,Vds 一直维持在Vin+Vf 的平台上。而DCM 模式,在下一个周期开通前,Vds会从Vin+Vf 这个平台降下来发生阻尼振荡。(Vf 次级反射到原边电压) 。因此我们就可以很容易从波形上看出来反激电源是工作在CCM还是DCM状态
http://5.eewimg.cn/data/attachment/forum/201607/14/102131ngkc2ffpapnrkrkf.png.thumb.jpg DCM


http://5.eewimg.cn/data/attachment/forum/201607/14/102131vd8ndbo7277gk62f.png.thumb.jpg CCM
3. MOSFET在开通和关断瞬间寄生参数对波形的影响(1)DCM(Vds,Ip)http://5.eewimg.cn/data/attachment/forum/201607/14/102238eoao36hmm7t33kov.png.thumb.jpg

在MOS关断的时候,Vds的波形显示,MOS上的电压远超过Vin+Vf!这是因为,变压器的初级有漏感。漏感的能量是不会通过磁芯耦合到次级的。那么MOS关断过程中,漏感电流也是不能突变的。漏感的电流变化也会产生感应电动势,这个感应电动势因为无法被次级耦合而箝位,电压会冲的很高。那么为了避免MOS被电压击穿而损坏,所以我们在初级侧加了一个RCD吸收缓冲电路,把漏感能量先储存在电容里,然后通过R消耗掉当次级电感电流降到了零。这意味着磁芯中的能量已经完全释放了。那么因为二管电流降到了零,二极管也就自动截止了,次级相当于开路状态,输出电压不再反射回初级了。由于此时MOS的Vds电压高于输入电压,所以在电压差的作用下,MOS的结电容和初级电感发生谐振。谐振电流给MOS的结电容放电。Vds电压开始下降,经过1/4之一个谐振周期后又开始上升。由于RCD箝位电路以及其它寄生电阻的存在,这个振荡是个阻尼振荡,幅度越来越小。f1比f2大很多(从波形上可以看出),这是由于漏感一般相对较小;同时由于f1所在回路阻抗比较小,谐振电流较大,所以能够很快消耗在等效电阻上,这也就是为什么f1所在回路很快就谐振结束的原因!(具体谐振时间可以通过等效模型求解二次微分方程估算)
http://5.eewimg.cn/data/attachment/forum/201607/14/102238c1vsvhtm1v0ivjym.png.thumb.jpg
CCM(Vds,Ip)http://5.eewimg.cn/data/attachment/forum/201607/14/102345bvv92x8lv4muzylm.png.thumb.jpg

http://5.eewimg.cn/data/attachment/forum/201607/14/102353foyrsxozxwcoc335.png.thumb.jpg
(3)其他一些波形分析(次级输出电压Vs,Is, Vds)http://5.eewimg.cn/data/attachment/forum/201607/14/102431udfcjrj41z0ipajb.png.thumb.jpg CCM(CH3为变压器副边Vs波形)

http://5.eewimg.cn/data/attachment/forum/201607/14/102448vmkmz9vh1h1v1ss7.png.thumb.jpg DCM(CH3为变压器副边Vs波形)
不管是在CCM模式还是DCM模式,在mosfet开通on时刻,变压器副边都有震荡。主要原因是初次级之间的漏感+输出肖特基(或快恢复)结电容+输出电容谐振引起,在CCM模式下与肖特基的反向恢复电流也一些关系。故一般在输出肖特基上并联一个RC来吸收,使肖特基应力减小。

不管是在CCM模式还是DCM模式,在mosfet关断off时刻,变压器副边电流Is波形都有一些震荡。主要原因是次级电感+肖特基接电容+输出电容之间的谐振造成的.(4)RCD吸收电路对Vds的影响在MOS关断的时候,Vds的波形显示,MOS上的电压远超过Vin+Vf!这是因为,变压器的初级有漏感。漏感的能量是不会通过磁芯耦合到次级的。那么MOS关断过程中,漏感电流也是不能突变的。漏感的电流变化也会产生感应电动势,这个感应电动势因为无法被次级耦合而箝位,电压会冲的很高。那么为了避免MOS被电压击穿而损坏,所以我们在初级侧加了一个RCD吸收缓冲电路,把漏感能量先储存在电容里,然后通过R消耗掉(5)Vgs波形http://5.eewimg.cn/data/attachment/forum/201607/14/102448ctslxht1xuwht0ct.png.thumb.jpg 为使mosfet在开通时间的上升沿比较陡,进而提高效率。在布线时驱动信号尽量通过双线接到mosfet的G、S端,同时连接尽量短些。(1)尽量使反激电路最大工作占空比小于50%,若要使占空比工作在大于50%,为避免次谐波震荡,需加上斜率补偿,此外还需注意变压器能否磁复位。由于mosfet导通和关断需要一定的时间,同一批次的变压器单体之间也有差异,建议反激最大工作占空比小于45%。

sjkb2017 发表于 2017-5-26 17:08:40

明白了

yangxf0120 发表于 2017-5-26 20:31:45

谢谢分享开关电源各点波形

fengxz 发表于 2017-5-27 08:15:54

谢谢分享 好文章

wcjcn 发表于 2017-5-27 08:40:06

这个必须得记录一下,好好学习

glmglm2008 发表于 2017-5-27 08:42:25

bidinghong 发表于 2017-5-27 08:52:38

向电源大师学习学习

zengfanlong 发表于 2017-5-27 09:22:24

不错不错

到处走看 发表于 2017-5-27 10:40:13

正在了解中,多谢分享

mj8abcd 发表于 2017-6-23 14:20:05

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