PSR原边反馈开关电源设计之二——电路设计

下图的线路是采用目前兼容很多国内品牌IC的回路，如：OB2535、CR6235……

PSR线路设计需特别注意以下几处：

1. RCD吸收回路，即：R2,C4,D2,R6

2. Vcc供电和电压检测回路,即：D3,R3,R4,R10,C2

3. 输出回路,即：C3,C7,D5,R11,LED1

下面分别说明以上几点需注意的地方

1. RCD吸收回路，即：R2,C4,D2,R6。

大家可以看出，此RCD回路比普通的PWM回路的RCD多了一个R6电阻，或许有人会忽略他的作用，但实际它对产品的稳定性起着很大的作用。

看下图VDS的波形：

当开关管截止后因漏感引起的振玲会随漏感的增大而使电压跌得更低，更低的电压回复需要更长的时间，VDS的波形此时和VCC的波形是同步的，PSR检测电压是通过IC内部延时4~6uS避开这个振玲来检测后面相对平滑的电压，电压恢复时间过长导致IC检测开始时检测到的是振玲处的电压，最总导致的结果是输出电压不稳定，甚至荡机。

当然也有因变压器漏感比较小，无此电阻也可以正常工作，但一致性较难控制。

此电阻的取值与RCD回路和EMC噪音有关，一般建议取值为150~510R,推荐使用220~330R，D2建议使用恢复时间较慢的1N4007。具体可根据漏感结合RCD来调试。

2. Vcc供电和电压检测回路,即：D3,R3,R4,R10,C2。

R4与R10的取值是根据IC的VFB来计算的。但阻值取值对一般USB直接输出的产品来说，以IFB=0.5mA左右来计算。

若为带线式产品，因考虑到线损带来的负载调整率差，可保持VFB电压不变，同时增大R4和R10的阻值，减小IFB的电流，具体IFB的电流取值需根据输出线材的压降来调试，如设计为5V/1A的产品，假设输出空载为5.10V，调试的最佳状态是负载0.5A时，输出电压达到最低值，如4.90V，再增加负载，电压会因IC内部补偿功能唤醒使输出电压回升，当负载达到1.0A时，输出电压回升到5.10V左右。

之前有做过一款输出5V/1A线长3.5米的产品，设计时IFB=0.15mA，输出空载在5.15V左右，负载0.5A时输出为4.85V左右，负载1A时输出为5.14V左右。

听很多PSR IC的FAE说过，PIN1脚的C5也有此功能，但实际应用效果不明显。

D3应该大家都知道要用恢复时间较快的FR107。R3和C2需取相对较小的值，R3在VCC供电回路钟有一定的抗冲击和干扰的作用，但相对PWM线路来讲，其取值需相对较小，不大于10R，一般取2.2~4.7R。C2取值不大于10UF，一般取4.7UF。

因为电源开启和负载切换时，VFB的电压会因C2的容量增大和R3的限流作用导致拉低，从而使输出产生电压尖峰。

若更严重得导致PSR延时检测开启而VFB电压仍未建立，输出的电压尖峰会更高。

3. 输出回路,即：C3,C7,D5,R11,LED1。

R11和LED1是输出的假负载，为避免IC在空载进入间歇模式导致输出电压不稳定而设置的。D5的作用是防止回授失效而设置的过压保护，一般取值为6.2V。C3,C7不仅是输出滤波，而且需有足够的容量来防止PSR IC在延时检测未开启前输出电压不受控而过冲。

若容量不够，会导致输出电压过冲而被D5钳位，被D5钳位到6.2V后会导致反馈线圈的电压也上升，从而出现输出电压持续在6.2V左右，且有功率损耗，D5会严重发热，但不会马上损坏。

曾经有人把这个D5去掉了，测试发现电容容量小导致的过冲现象有，但过冲后的电压因为没有D5钳位而正常了，结果因此我接到了一个200K的订单。

为什么呢？因为客户反映说用它对IPOD充电时，充了一会，IPOD没充进电，而IPOD的输入接口发烫严重，甚至变形。分析原因为，产品上的D5取掉了，到IPOD内部在输入接口电源上有一个稳压管并联作保护，就出现了上面的电压被钳位的问题……

C3,C7的取值不仅与其ESR值有关，也与变压器漏感和PSR IC延时检测的时间有关。目前有PSR IC厂商因其客户反映变压器要求过于严格或负载调整率差等问题讲IC内部延时检测时间加长到9uS,甚至15uS。

大家可以想象，通电15uS不检测，输出电压会升到多高?一般都会冲到10多V，甚至20V……

这个过冲的电压的电流因为有Vsense的限制，不会很大，可以等效为一个尖峰来处理，最直接有效的方法是加大输出滤波电压容量和减小ESR值来吸收它。使用一般的LOW ESR电容，建议使用2颗470UF的并联。