SG6848的短路保護實現的簡單方法

最近有很多朋友在問我,爲何SG6848的短路保護難做到?作爲SG的FAE,我已給這些朋友一一作了建議,就實現的效果來看,都感到滿意.由於上網的時間不多,有時不能及時回帖,請各位朋友原諒,如果各位今後有應用上的問題,最好能EMAIL給我GEORGE.LIANG@SG.COM.TW,這樣我可以迅速與各位交流.
談到SG6848的短路保護問題,就要先了解SG6848短路保護的方法和SG6848的特點:1.SG6848的短路保護是靠拉低VCC的電壓低於UVLO來保護的.這與SG6841/SG6842等不同,他們是靠檢測FB腳的電壓來保護的,因此SG6841/SG6842就不會有短路保護的麻煩.2.SG6848是BI-CMOS製程,啓動點流只有幾十微安,工作電流只有幾毫安.
參考圖片,輸出短路的時候,NS近似短路,電壓降低,NF也會相應降低,VCC電壓也會降低,低於SG6848的UVLO時,就保護了.現在,假設沒有NF,短路時,變壓器裏就只剩下漏感在起作用,前面已提過,SG6848的工作電流很小,所以1.儅漏感控制得不好時,漏感的能量足以維持SG6848繼續工作,DUTY就只會減小而無法關閉;2.次級短路電阻太大時,就不會只剩下漏感,或者說相當於加大了漏感的作用,結果同1所敍.
解決辦法:大家知道,對於D4都習慣于用FR103,HER103,UF1003等快恢復或超快恢復的二極管,導致漏感的能量很快加到SG6848上,維持其工作,只要換成1N4007就可以短路保護了(D4上還要串一個電阻,圖上省略),因爲他的恢復慢,漏感的能量難以傳遞到SG6848,這一方法已經過長期大量的實踐檢驗可行.如果有興趣,各位朋友可以去試一下.大家可能擔心這樣會不會損壞D4?請放心,1N4007是1KV重復反壓,而且SG6848的工作點流小,是不會有任何問題的.最好不要用1N4004等,因爲1N4007的PN結厚,結電容小,使漏感對SG6848的影響最小,經對比測試,用1N4007后,輻射干擾可降低2-3DB左右.但有一點不足就是會使待機功耗增大0.06W左右,對於一台30W左右的電源,還是可以做到264V時空載功耗0.3W左右
目前有很多客戶用這一方法后,做到40W輸出保護沒問題(實際上說40W是保守了一點的,SG6848只是一個PWM芯片,並不能界定輸出功率的大小).

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/17/1084407135.jpg?x-oss-process=image/watermark,g_center,image_YXJ0aWNsZS9wdWJsaWMvd2F0ZXJtYXJrLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3Jlc2l6ZSxQXzQwCg,t_20');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

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hotsps

LV.7

2004-05-13 10:45

這個方法是不錯,以前cmg有講過,我們實際應用很好用.

sologong

LV.5

2004-05-13 15:19

用1n4007 是不是太贵了,为什么用高压的二极管

gang

LV.5

2004-05-13 16:12

我深有体会,我用SG6848做30W系列时也是靠拉低VCC来进行短路保护的,效果也比较好.

LV.1

2004-05-13 16:36

我也用SG6848做了几款电路可我的空载损耗在264V时有0.6W,老兄你有什么高招可能做到0.3W,敬请指教!THANKS!

greatwill

LV.3

2004-05-13 17:13

SG6848的降低功耗主要是靠輕載時降頻來實現的,測量一下空載頻率是多少,431取樣部分電阻不要用得太小,這也會影響空載功耗,另外在確認你的功率表能準確測量小功率,一般264的空載功耗在0.3W左右.

cmg

LV.9

2004-05-13 18:47

对作者是原创,对本论坛来说已经不是原创,这些以前都有讲过.包括原理和解决方法.
对原理的描述有些问题.是初次级间的电容造成了问题,把次级远离初级一般问题就可解决,也可以认为是初级和供电绕组间的漏感太小造成的,而不是太大.远离初级后漏感就大了,问题就解决了.
加1N4007的原理不是漏感能量不能到达供电绕组,而是利用4007的关断速度慢,让能量回流回去.

greatwill

LV.3

2004-05-13 19:14

@cmg

对作者是原创,对本论坛来说已经不是原创,这些以前都有讲过.包括原理和解决方法.对原理的描述有些问题.是初次级间的电容造成了问题,把次级远离初级一般问题就可解决,也可以认为是初级和供电绕组间的漏感太小造成的,而不是太大.远离初级后漏感就大了,问题就解决了.加1N4007的原理不是漏感能量不能到达供电绕组,而是利用4007的关断速度慢,让能量回流回去.

這裡只是講的6848的短路保護,來與大家交流,可能我到這裡發言的時間比較晚,沒能將以前的帖子一一詳細瀏覽,並不堅持是我原創.
我認爲是由於漏感太大,造成短路時供電繞組上的尖峰過大,而6848的啓動與工作電流都很低,這些尖峰可能會維持6848的VCC電壓,引起保護不良,用慢速的則由於其能減弱尖峰的影響,容易短路保護.

依然-pwm

LV.6

2004-05-13 19:30

@greatwill

這裡只是講的6848的短路保護,來與大家交流,可能我到這裡發言的時間比較晚,沒能將以前的帖子一一詳細瀏覽,並不堅持是我原創.我認爲是由於漏感太大,造成短路時供電繞組上的尖峰過大,而6848的啓動與工作電流都很低,這些尖峰可能會維持6848的VCC電壓,引起保護不良,用慢速的則由於其能減弱尖峰的影響,容易短路保護.

不錯不錯!!!!
我現在就有几款機型用到SG6848(以前也用過),對其印象還可以.
不過現在總算有了更深刻的認識.

hereliu

LV.8

2004-05-13 19:52

@greatwill

为什么我用的sg6848很差呢?我明明测出它的输入电流超过10mA.难不成我用的是假冒产品?30w的电源在264v做到0.3w,我很是怀疑.比如我的12v电源.首先看启动电阻,假设2meg,损耗60mW,输出不可能没有损耗,431,反向恢复吸收电路,采样电阻都要好电,假设40mw,应该不算多.再看mos 关,coss算100pf,应为典型值,1/2*c*u*u=1/2*150p*370*370=10uJ,若空载频率为10

jwr118

LV.3

2004-05-13 19:55

@cmg

对作者是原创,对本论坛来说已经不是原创,这些以前都有讲过.包括原理和解决方法.对原理的描述有些问题.是初次级间的电容造成了问题,把次级远离初级一般问题就可解决,也可以认为是初级和供电绕组间的漏感太小造成的,而不是太大.远离初级后漏感就大了,问题就解决了.加1N4007的原理不是漏感能量不能到达供电绕组,而是利用4007的关断速度慢,让能量回流回去.

有此同感,将变压器由夹层绕法改为一般绕法可以改善此问题

hereliu

LV.8

2004-05-13 20:10

@hereliu

为什么我用的sg6848很差呢?我明明测出它的输入电流超过10mA.难不成我用的是假冒产品?30w的电源在264v做到0.3w,我很是怀疑.比如我的12v电源.首先看启动电阻,假设2meg,损耗60mW,输出不可能没有损耗,431,反向恢复吸收电路,采样电阻都要好电,假设40mw,应该不算多.再看mos关,coss算100pf,应为典型值,1/2*c*u*u=1/2*150p*370*370=10uJ,若空载频率为10

继续.假设空载频率为10kHZ,则仅仅开通过程就损耗100mW,还有关段损耗呢?通态损耗呢?然后芯片损耗也有近100mw,还有火牛的铜损和磁损,开关的钳位电路的损耗.实在是值得怀疑.

初生牛犊

LV.3

2004-05-13 20:42

@greatwill

這裡只是講的6848的短路保護,來與大家交流,可能我到這裡發言的時間比較晚,沒能將以前的帖子一一詳細瀏覽,並不堅持是我原創.我認爲是由於漏感太大,造成短路時供電繞組上的尖峰過大,而6848的啓動與工作電流都很低,這些尖峰可能會維持6848的VCC電壓,引起保護不良,用慢速的則由於其能減弱尖峰的影響,容易短路保護.

支持FAE观点.
CMG的方法只是通过松耦合的办法,使VCC降低.片面增大漏感固然短路解决了,但空载时由于VCC过低(耦合差),输出会引起震荡.

cmg

LV.9

2004-05-13 22:22

@初生牛犊

支持FAE观点.CMG的方法只是通过松耦合的办法,使VCC降低.片面增大漏感固然短路解决了,但空载时由于VCC过低(耦合差),输出会引起震荡.

1N4007的方法以前也说过.

cmg

LV.9

2004-05-13 22:29

@greatwill

這裡只是講的6848的短路保護,來與大家交流,可能我到這裡發言的時間比較晚,沒能將以前的帖子一一詳細瀏覽,並不堅持是我原創.我認爲是由於漏感太大,造成短路時供電繞組上的尖峰過大,而6848的啓動與工作電流都很低,這些尖峰可能會維持6848的VCC電壓,引起保護不良,用慢速的則由於其能減弱尖峰的影響,容易短路保護.

不要在意,说者无意,听者有心.我们应该以技术交流为主.
每个绕组与初级漏感的大小是与其距离成反比的(一个绕组没有漏感的概念).当你把供电绕组远离初级时,你说漏感大了是小了?
至于1N4007我说的是利用其速度慢,允许电流倒流,你可以用电流探头很明显的看到.这个不用讨论.

cyli

LV.4

2004-05-14 08:40

我在应用SG6848时还发现一问题:空载时会有轻微的啸叫声,但加上载就没有,不知是否正常?望回复,

greatwill

LV.3

2004-05-14 09:08

@cmg

不要在意,说者无意,听者有心.我们应该以技术交流为主.每个绕组与初级漏感的大小是与其距离成反比的(一个绕组没有漏感的概念).当你把供电绕组远离初级时,你说漏感大了是小了?至于1N4007我说的是利用其速度慢,允许电流倒流,你可以用电流探头很明显的看到.这个不用讨论.

2002年6月份就有很多朋友的反應SG6840/SG6848短路保護問題,經過各種實驗大量驗證,7月初確定1N4007的方案,2002年7月份開始將這一方案向客戶推薦,後來也向Astec菲律賓工廠推薦,反映效果很好.只是那時不是所有客戶都有這個問題,而且抽不出時間上網討論,只對遇到這種問題的朋友建議過.前幾天瀏覽21ic時有很多垂詢短路保護的帖子,所以發表討論,與各位朋友交流一下.
供電繞組遠離初級是一種方法,但不是根本方法,對VCC繞組而言,漏感是大了,但短路時是次級短路,初次級的漏感太大,就不容易保護,要保證批量生産保護正常就需要嚴格的變壓器工藝,變壓器成本就會提高,但4007比快恢復的便宜,而且可以減小輻射.
同意4007電流倒流(我在21ic上有提到),其中也有一個原因就是二極管在沒有恢復時還是導通的,令SG6848在第一次保護后的VCC電壓不會很快充上來,直到恢復,增強了短路保護的可靠性.

greatwill

LV.3

2004-05-14 09:10

@cyli

我在应用SG6848时还发现一问题:空载时会有轻微的啸叫声,但加上载就没有,不知是否正常?望回复,

已發到你的郵箱,請試驗后再與我聯係.

greatwill

LV.3

2004-05-14 11:27

@hereliu

不能孤立的將損耗簡單相加,開關電源是一個系統,空載與滿載的損耗是有差別的,實際上0.3W左右是完全可以做到的,我用PM3000測試過.

初生牛犊

LV.3

2004-05-15 01:24

@greatwill

2002年6月份就有很多朋友的反應SG6840/SG6848短路保護問題,經過各種實驗大量驗證,7月初確定1N4007的方案,2002年7月份開始將這一方案向客戶推薦,後來也向Astec菲律賓工廠推薦,反映效果很好.只是那時不是所有客戶都有這個問題,而且抽不出時間上網討論,只對遇到這種問題的朋友建議過.前幾天瀏覽21ic時有很多垂詢短路保護的帖子,所以發表討論,與各位朋友交流一下.供電繞組遠離初級是一種方法,但不是根本方法,對VCC繞組而言,漏感是大了,但短路時是次級短路,初次級的漏感太大,就不容易保護,要保證批量生産保護正常就需要嚴格的變壓器工藝,變壓器成本就會提高,但4007比快恢復的便宜,而且可以減小輻射. 同意4007電流倒流(我在21ic上有提到),其中也有一個原因就是二極管在沒有恢復時還是導通的,令SG6848在第一次保護后的VCC電壓不會很快充上來,直到恢復,增強了短路保護的可靠性.

其实大家可以简单分析一下原因:
对理想变压器来说,当有任意一匝上电压为零时,所有的电压为零.因此,当输出短路时,VCC感应的电压就很低,从而使芯片处于保护状态.实际情况下,对输出短路时,由于输出回路上的分布参数、整流管压降等等,使得输出绕组上有残存电压,加上由于设计的以宽电压为主,辅助绕组的匝数比较多,导致VCC不能低于IC的门限电压,特别对6848这类CMOS器件来说,即使电路能够保护,由于电容上的残存电压,保护速度较慢.同时,电路又会尝试新的启动,导致常见的输入功率闪动现象.对此,比较常见和有效的办法是在VCC整流电路上串一个电阻,以降低VCC.但此法带来的缺点是空载时由于分布参数的影响消失,输出绕组上的每匝电压降低,使VCC不足,电路处于起-停状态,输出电压呈锯齿波(有的系统有最小负载,这不是问题,问题是客户喜欢空载测电源).又要加上假负载,这又跟低功耗相矛盾.因此,短路、空载、低功耗就成为矛盾.设计核心在变压器上.
采用4007是一举两得:首先,4007的内阻比较大,相当于理想二极管串接了几十到几百欧的电阻;其次,如果观察会发现,由于漏感的影响,在辅助绕组(输出绕组也一样)的上升沿有一过冲毛刺,这一毛刺会使VCC升高,而采用4007由于速度慢,毛刺部分自然不能通过,达到降低VCC的目的.
但对此法能否有效使用表示怀疑,4007内阻离散性较大,是否会出现空载不稳的情况??SG的FAE教过一招,就是把VCC绕组绕在一边,结果由于我使用的是PQ磁芯未获成功,以后再也没有尝试过,大家不妨试试.
真正实用的方法是在整流管上串电感,这是解剖台湾电源学来的招数.大家切记一条:做电源一定多学台湾人的东西,少看理论家们的高谈阔论.

dragon

LV.5

2004-05-18 17:14

@cyli

我在应用SG6848时还发现一问题:空载时会有轻微的啸叫声,但加上载就没有,不知是否正常?望回复,

我估计是由于空载降频的缘故,其最低频率为正常的1/5.而Fosc/FB曲线并非线性,因此频率抖动而有噪音.可以试下变压器浸油等方法.
我也遇到类似问题.在做的多个样板中,有的230VAC空载12KHz (1/5 of full load), 而有的28KHz, 造成空载损耗大于0.3W. 经交换IC,确认是IC之差异造成.

dragon

LV.5

2004-05-18 17:33

这个方法是我自己摸索出来的,可惜之前没有得到指点.
再者,如果短路都不能保护的话,过流怎么办?在我的低成本电路中已省掉了次级OCP,单靠初级power limit,由于又是宽电压输入,当满足1)低压满载,2)高压空载后,高压时OCP达到了2倍于满载电流.
另外, SG6848 datasheet 称有constant output power limit, 借助ramp signal of FB 以保证高,低压输入时power limit一致.我实測无此功能.我反映给SG, SG也承认没有, 但是datasheet 中仍然有.

ridgewang

LV.8

2004-05-18 18:05

@初生牛犊

其实大家可以简单分析一下原因:对理想变压器来说,当有任意一匝上电压为零时,所有的电压为零.因此,当输出短路时,VCC感应的电压就很低,从而使芯片处于保护状态.实际情况下,对输出短路时,由于输出回路上的分布参数、整流管压降等等,使得输出绕组上有残存电压,加上由于设计的以宽电压为主,辅助绕组的匝数比较多,导致VCC不能低于IC的门限电压,特别对6848这类CMOS器件来说,即使电路能够保护,由于电容上的残存电压,保护速度较慢.同时,电路又会尝试新的启动,导致常见的输入功率闪动现象.对此,比较常见和有效的办法是在VCC整流电路上串一个电阻,以降低VCC.但此法带来的缺点是空载时由于分布参数的影响消失,输出绕组上的每匝电压降低,使VCC不足,电路处于起-停状态,输出电压呈锯齿波(有的系统有最小负载,这不是问题,问题是客户喜欢空载测电源).又要加上假负载,这又跟低功耗相矛盾.因此,短路、空载、低功耗就成为矛盾.设计核心在变压器上.采用4007是一举两得:首先,4007的内阻比较大,相当于理想二极管串接了几十到几百欧的电阻;其次,如果观察会发现,由于漏感的影响,在辅助绕组(输出绕组也一样)的上升沿有一过冲毛刺,这一毛刺会使VCC升高,而采用4007由于速度慢,毛刺部分自然不能通过,达到降低VCC的目的.但对此法能否有效使用表示怀疑,4007内阻离散性较大,是否会出现空载不稳的情况??SG的FAE教过一招,就是把VCC绕组绕在一边,结果由于我使用的是PQ磁芯未获成功,以后再也没有尝试过,大家不妨试试.真正实用的方法是在整流管上串电感,这是解剖台湾电源学来的招数.大家切记一条:做电源一定多学台湾人的东西,少看理论家们的高谈阔论.

"真正实用的方法是在整流管上串电感",你实际实验过?上面的不能及时保护的原因分析我同意,但关于4007的作用解释应该是错误的.它不是用来消耗VCC的能量,而是利用其慢速的截止给VCC的能量提供一个泻放的通路.从而拉低VCC,使之进入保护.

hereliu

LV.8

2004-05-18 19:16

@dragon

这个方法是我自己摸索出来的,可惜之前没有得到指点.再者,如果短路都不能保护的话,过流怎么办?在我的低成本电路中已省掉了次级OCP,单靠初级powerlimit,由于又是宽电压输入,当满足1)低压满载,2)高压空载后,高压时OCP达到了2倍于满载电流.另外,SG6848datasheet称有constantoutputpowerlimit,借助rampsignalofFB以保证高,低压输入时powerlimit一致.我实測无此功能.我反映给SG,SG也承认没有,但是datasheet中仍然有.

台湾人有着吹牛传统.

greatwill

LV.3

2004-05-19 08:30

@dragon

这个方法是我自己摸索出来的,可惜之前没有得到指点.再者,如果短路都不能保护的话,过流怎么办?在我的低成本电路中已省掉了次级OCP,单靠初级powerlimit,由于又是宽电压输入,当满足1)低压满载,2)高压空载后,高压时OCP达到了2倍于满载电流.另外,SG6848datasheet称有constantoutputpowerlimit,借助rampsignalofFB以保证高,低压输入时powerlimit一致.我实測无此功能.我反映给SG,SG也承认没有,但是datasheet中仍然有.

請問是那位說沒有的?
SG6848裏面的確有constant power limit功能,這一點沒吹牛,但由於其内部的補償是固定的,所以難調到高低壓在同一個點上,你可以試一下3842在沒有OPP補償時,看看他的高低壓OPP點差異有多大?
SG6841/2就克服了這個問題,可以調節啓動電阻來補償高低壓OPP的差異.

LV.1

2004-05-19 09:43

@cmg

1N4007的方法以前也说过.

4007也不是万能的,频率较高时本身会太热.

dragon

LV.5

2004-05-19 09:58

@greatwill

請問是那位說沒有的?SG6848裏面的確有constantpowerlimit功能,這一點沒吹牛,但由於其内部的補償是固定的,所以難調到高低壓在同一個點上,你可以試一下3842在沒有OPP補償時,看看他的高低壓OPP點差異有多大?SG6841/2就克服了這個問題,可以調節啓動電阻來補償高低壓OPP的差異.

首先,这是个私下论坛,仅作私下讨论用.
我发过Isns波形给SG技术人员,请看如下Email:

as the new spec is "0.85V ramp to 1V within duty 45%", I had a test at Vin 254Vac overload condition. The duty is 2.8uS/15.4uS=18.2%(65KHz), Vsense limit should be 0.85+18.2%/45%*0.15=0.91V, but the actual Vsense is still 1V, please refer to the picture. Could you explain why?

答复是:
1. The tolerance of "1V limit" is +/-5%.
2. For the calculation result, I had a discussion with our AE in Taipei.They suggest me to follow the testing result caused from the OPP point of high line is higher than low line based on their experience. So,could you please consider the OPP point on 1V when you do the design and evaluation?
Best Regards,
SGC Richard Chang
1084931237.tif 1084931263.tif

当考虑Isns的delay200nS后,也不该有如此大的差异.
另外,我觉得,该功能ramp signal of FB 还应考虑到低压时OCP是连续模式,高压时非连续,那么ramp siganl 起点应再低些．

dragon

LV.5

2004-05-19 10:10

@gang

我深有体会,我用SG6848做30W系列时也是靠拉低VCC来进行短路保护的,效果也比较好.

请问你做OCP是在次级加current sense,然后光耦直接拉低Vcc?拉低Vcc用什么管子?我觉得Vcc带载能力较强,不易被拉低,不如拉低FB或升高Isns.

gang

LV.5

2004-05-19 11:54

@cmg

对作者是原创,对本论坛来说已经不是原创,这些以前都有讲过.包括原理和解决方法.对原理的描述有些问题.是初次级间的电容造成了问题,把次级远离初级一般问题就可解决,也可以认为是初级和供电绕组间的漏感太小造成的,而不是太大.远离初级后漏感就大了,问题就解决了.加1N4007的原理不是漏感能量不能到达供电绕组,而是利用4007的关断速度慢,让能量回流回去.

我认为初级和供电绕组远离,初级和供电绕组的漏感增大了是事实,但这不是造成VCC拉低的本质原因.我认为本质原因是造成短路VCC不降低是由于初级和供电绕组:1.偶合的紧的话初级的漏感产生的电压更容易感应到供电绕组,造成电压升高;2.紧偶合初级和供电绕组的分布电容增大,初级能量容易偶合到辅助绕组,造成电压升高.

gang

LV.5

2004-05-19 11:57

@ridgewang

这样我到VCC并联一个适当的电阻,就可以实现的了?

greatwill

LV.3

2004-05-19 12:39

@dragon

首先,这是个私下论坛,仅作私下讨论用.我发过Isns波形给SG技术人员,请看如下Email:asthenewspecis"0.85Vrampto1Vwithinduty45%",IhadatestatVin254Vacoverloadcondition.Thedutyis2.8uS/15.4uS=18.2%(65KHz),Vsenselimitshouldbe0.85+18.2%/45%*0.15=0.91V,buttheactualVsenseisstill1V,pleaserefertothepicture.Couldyouexplainwhy?答复是:1.Thetoleranceof"1Vlimit"is+/-5%.2.Forthecalculationresult,IhadadiscussionwithourAEinTaipei.TheysuggestmetofollowthetestingresultcausedfromtheOPPpointofhighlineishigherthanlowlinebasedontheirexperience.So,couldyoupleaseconsidertheOPPpointon1Vwhenyoudothedesignandevaluation?BestRegards,SGCRichardChang1084931237.tif1084931263.tif当考虑Isns的delay200nS后,也不该有如此大的差异.另外,我觉得,该功能rampsignalofFB还应考虑到低压时OCP是连续模式,高压时非连续,那么rampsiganl起点应再低些．

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/17/1084939490.bmp');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
這篇答覆裏好像沒說OPP補償不存在.
据我個人的分析,高壓時的補償不夠,導致高壓的OPP偏高.因爲這種補償是固定的,很難與實際工作狀況一致.避免補償做得過分,導致高壓重載不能啓動,補償是折中的.