【经验】如何从开关电源芯片入手提高输出电压调整率

2021-08-20 爱浦电子
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输出电压调整率是开关电源的一项重要指标,在高压浮地Buck高压浮地Buck-boost、原边反馈flyback等拓扑应用中,由于输出电压不能被控制芯片直接采样,输出电压调整率受电源系统参数影响显著,避免知其然而不知其所以然,这对电源应用工程师是一个难点。


电源工程师如何从芯片原理入手提高电源间接采样方式下的输出电压调整率呢?电源控制芯片是如何对开关电源的输出电压间接采样及稳压?爱浦电子将在本文介绍并分享应用实战干货。


01、如何改善高压非隔离架构的输出电压调整率?

大家首先要了解在DCM工作模式下,高压浮地Buck工作模态包括:励磁模态、消磁模态和振荡模态。


图1. 励磁模态[t0,t1]


图2. 消磁模态[t1,t2]


图3. 振荡模态[t2,t3]


图4. 关键点工作波形


在消磁期间[t1,t2],由于D1导通,VDD和Vo共地,Vo可以通过VDD真实反馈:

备注:VF1和VF2分别为D1和D2的正向压降在振荡期间[t2,t3],由于D1截止,Vo不能通过VDD直接反馈,Vo向负载供电,VDD向控制芯片供电,如果Cvdd和Co的放电速率相等则VDD可以间接反馈Vo。

此类浮地Buck架构,控制芯片通过VDD电压间接采样输出电压,闭环调节Buck变换器能量使得输出电压稳定在设定值。而浮地Buck-boost架构,输出电压间接采样及稳压原理相同,不再赘述。


实战技巧

对于PN8034PN8016AP8506非隔离高压芯片,为提高输出电压调整率,建议如下:

1. 由公式(1)式可知,可通过调整D1和D2正向压降来微调输出电压稳态值;

2. 不同负载下,输出电容的放电速率变化较大,为改善输出电压负载调整率,供电电容放电速率建议为0.5~2倍的输出电容满载放电速率。


02、如何改善原边反馈反激架构的输出电压调整率?

在DCM工作模式下,原边反馈反激电源的典型电路及工作波形如下:


图5. 典型电路图


图6. 关键点工作波形


在消磁期间[t1,t3],D1导通后变压器被输出电压Vo钳位,折射到VFB的电压为:

备注:VF1为D1的正向压降

控制芯片在消磁期间对VFB电压进行脉冲采样及保持,则可以获取到输出电压信息,为了避免变压器漏感振荡对输出电压采样的影响,芯片的采样保持点需避开[t1,t2]区间。


实战技巧

对于PN8370PN8680PN8390PN8575PSR芯片,为提高输出电压调整率,建议如下:

1. 为了避免漏感振荡对输出电压间接采样的影响,RCD吸收电路的串联电阻Rrcd建议大于100Ω,FB脚并联电容CFB建议大于33pF;

2. 为了减小VDD回路对输出电压间接采样的影响,D2建议用快管,Rvdd建议大于4.7Ω;

3. 变压器设计合理,最小消磁时间Tdmg_min务必大于2us(推荐大于2.5us),利于芯片内部的采样和保持(S/H)运算。

备注:其中Vcs_min为芯片CS脚的最小基准电压


03、典型应用案例

• 浮地Buck智能wifi排插应用案例

图7. 5v250mA Buck 非隔离方案

• 浮地Buck-boost智能家电应用案例

图8. 12V300mA Buck-Boost 非隔离方案

• 原边反馈Flyback网通适配器应用案例

图9. 12V1.5A 适配器应用方案


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艾创微(AICHUANGWEI)电源管理/信号链/电机驱动/宽禁带半导体功率芯片选型指南

描述- 艾创微成立于 2015 年,总部位于合肥市肥西经开区,专注于研发高性能模拟及数模混合芯片,为客户提供高效能、低功耗、品质稳定的集成电路产品,同时提供一站式的应用解决方案和现场技术支持服务。公司研发的产品包括车规级电源管理芯片、车规级信号链芯片、车规级电机驱动芯片及宽禁带半导体功率芯片,主要应用于新能源及新能源汽车、智能电网、新一代智能家电等领域。

型号- ICW4008A,ICW3102,ICW6216,ICW4008B,ICW2540A,ICW6215,MD57XX,MD8933,ICW1235-Q1,MD7209,MD7208,MD53XX,ICWM12020001,MD957X,MD76XX,ICWM12020002,ICWM12008001,MD7682,ICW4008S,ICW103A,ICW2802,ICW2801,MD75XXH,ICW2006,ICW6207,ICW4009A,ICW6208,ICW875X,ICW2540,MD0001,ICW5015,ICW8249,MD116X,MD7620A,ICW1215-Q1,ICW5013,BC100S,ICW128S,MD132X,ICW847X,ICW5012,MD75UXX,ICW5010,MD88XX,ICW1221-Q1,MD7672,ICWM12040001,MD7671,MD84XX,MD7673,ICW206-7V,MD78UXX,ICW1232-Q1,ICW100,ICW2139,ICW78XX,ICW2199,MD9927,ICW1233-Q1,ICW5069,ICWH06530001,ICWH06530002,MD52XX,MD75XX,MD71XX,MDZ12XX,MD73RXX,MD162X,MD7612XX,ICW37170,ICW4007,ICW78M15,ICW3485E,ICWM12016001,ICW1261-Q1,MD73SRXX,ICW3104-N,ICW6205,ICWM17065001,ICW2001,MD7680XX,ICW6206,ICW845X,ICW6204,ICW2003,MD7218,ICW6201,ICW3490E,ICW212GS,ICW7135,ICW1238-Q1,MD7219,ICW6200,ICW6510T,MD8941,ICW3052,MD8942,SRDXXX4561096,MD83XX,ICW206,MD53RXX,ICW209,ICW3232E,ICW2358,ICW78M24,ICW0310,ICW7741,MD113X,ICW7188,ICWM12004001,ICWM12004002,ICW203H-7V,MD70XX,SRDXXX31304121,MD51XX,ICW3116B,MD75RXX,ICW0308,ICWM12004003,ICWM12002501,ICW3669F,ICW1231-Q1,ICW0306,MD71XXH,ICW1117,ICW841X,ICW1236-Q1,MD6127CXX,MD3156XX,MD73SQXX,ICWH06506501,ICW37200,ICW5178,ICW5176,ICW5012-N,ICW5177,ICW5175,ICW3151,ICW3150,MD82XX,ICW3783A,MD151X,ICW32S16C,ICW864X,ICW3126,MD7616-30,ICW1214-Q1,ICW208AD,ICW28010W,ICW836X,MD58XX,ICW3122,ICW1237-Q1,ICW3121,ICW8651,MD77XX,ICW2150,ICWH06513501,MD53UXX,MD7660,MD73XX,ICW206-8V,MD53XX-1,ICW3667A,ICW3667B,ICW37130,ICW1218,ICW2545,MD73XXH,ICW3118,ICW4009B,ICW8702,ICW2450A,ICW1076,MD85XX,ICW203H-8V,ICW8020,ICW203H,ICW3115B,ICW118A,ICW5947,ICW3128,ICW2159,ICWM12032001

2024年3月  - 艾创微  - 选型指南  - 2024年3月版 代理服务 技术支持 采购服务

必易微提供高性能、高可靠性的一站式芯片解决方案,应用在智能家电、工业电源、新能源领域

必易微系统应用总监文鹏先生在第20届中国家电用集成电路技术交流会上,受邀发表了题为《家电低待机辅助电源技术》的主题演讲。必易微深耕电源管理多年,凭借深厚的技术积累和一系列富有特色的创新方案,在智能家电、工业电源、新能源等辅助电源提供高性能、高可靠性的一站式芯片解决方案,展现出了独特的竞争优势。

2024-11-26 -  原厂动态 代理服务 技术支持 采购服务

聚焦开关插座连接器制造,韩国韩荣部品(HRO)授权世强硬创代理

韩荣部品(HRO)轻触开关产品选用不锈钢弹片材质,具有体积小、超薄型、防水、防尘、无声、性能稳定的特点。

2023-08-29 -  签约新闻 代理服务 技术支持 采购服务

AOTE奥特半导体携最新光耦产品及应用方案精彩亮相elexcon2024深圳国际电子展

2024年8月29日,elexcon 2024深圳国际电子展在深圳会展中心(福田)圆满收官。展会汇聚了400+品牌展商,20+高峰论坛,100+专家大咖。本次展会吸引海内外观众5万人次。此次展会中,AOTE奥特半导体精彩亮相,展示了其最新产品及针对开关电源、智能家电、工业驱动等领域的应用方案。

2024-09-05 -  原厂动态 代理服务 技术支持 采购服务

图文解说线性稳压电源调节电压

根据调整管的工作状态,我们常把稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源。此外,还有一种使用稳压管的小电源。本文讲解线性稳压电源工作原理。

2024-11-25 -  技术探讨 代理服务 技术支持 采购服务

【技术】高频电源变压器的设计、要求及程序解析

高频电源变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器,主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器,也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。

2021-09-07 -  技术探讨 代理服务 技术支持 采购服务

稳压电源、DC-DC电源、开关电源等详细电路图

本文为大家搜罗了稳压电源、DC-DC电源、开关电源、充电电路、恒流源相关的经典电路资料,为工程师提供鲜的电路图参考资料,电子工程师必看、必学,是电子工程师的智慧锦囊。

2024-11-22 -  技术探讨 代理服务 技术支持 采购服务
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品类:开关电源

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PD/QC快充测试

满足150W内适配器、PD快充、氮化镓快充等主流产品测试需要;并可查看被测开关电源支持协议,诱导多种充电协议输出,结合电子负载和示波器进行高精度测试。测试浪涌电流最大40A。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。

实验室地址: 深圳 提交需求>

高频变压器定制

可定制平板变压器、主变压器的开关频率2MHz以内、输入电压1400V以内、输出电压1400V以内,50%以上的产品采用自动化生产,最快3天提供样品、7天交货。

最小起订量: 3000 提交需求>

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