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专家指点!准谐振反激弱点?

先前,由于工作需要,我做一个350W,输入电压从108~300VAC(三相整流后为265~735VDC)的准谐振反激。采用的是安森美的NCP1337。电路图如下,电路已能正常工作,但是出现了一个非常严重的矛盾!Ncp1337是一个变频控制的芯片,频率可在20~130KHz工作。在工作中,在低压重载时,频率达到最低,在高压轻载时,频率达到在最大。由于NCP1337独有的特性,它可以在轻载时进入一种其所谓的“软跳周期”模式。就是在轻载时,采用打嗝的方式进行PWM的输出。这样可以提高效率。其控制开关管开关的方式有别于UC384X,关断时是一样的,都是在CS脚采到电流电压上限时关断,开通时,UC384X是固定频率的,频率一到就开。而NCP1337是准谐振,在漏极电压低谷值开通。

 

NCP1337的CS引脚规定上限电压 为0.5V,但其不进入所谓软跳周期模式的下限是100mV,也就是说正常工作情况下,我们必须保证CS引脚电压在100mV到500mV之间。似乎这只要调节CS引脚外的两个电阻就可以。但实际并非这样简单!我在保证低压输入265VDC下能带满载,就是使其在此情况下,CS的引脚电压小于500mV,但在输入高压735VDC,小载(大概几十W)时,由于进入所谓软跳周期模式,而使输出电压出现掉压现象。幅值达到不可接受情况。

该图为低压下轻载,已 经进入软跳周期模式,但由于低压,跳的时间较短,使输出电压纹波在可接受范围内。CH2为输出电压   CH3为开关管漏源极电压

 

该图为高压下轻载情况,相对上图,软跳的时间加长,使输出电压出现大的波动,无法接受。

 

在不是负载的两个极端或输入电压的极端 ,波形是正常的,如下

 

问题是:只要当输入电压高些,负载小些,就进入软跳,输出电压波动厉害。另一方面,在高压轻载下,加大CS引脚的电阻,使CS电平高些,这样,在低压重载就带不了,因为此时采的电流电压过500mV,而使开关管驱动停止。

有没有哪个专家可以指点一下!首先,对于准谐振,如果无法 高压下工作,那么其实其在漏极电压谷底开通的情况就省不了多少损耗了。但在高压下必定面临这个问题。这是这个芯片的BUG?还是设计中出现了哪些问题?

请专家指点!!!!

 

 

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2011-08-29 23:22
之前咨询一下芯片厂商工作人员,其说不建议使用在高压,但如果不是在高压下使用,确实谷底开通没什么优势。这样这个芯片达不到效果。
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bpyanyu
LV.8
3
2011-08-30 10:26
@kinghell000
之前咨询一下芯片厂商工作人员,其说不建议使用在高压,但如果不是在高压下使用,确实谷底开通没什么优势。这样这个芯片达不到效果。

我也用过这个芯片,不过觉得调不了,也是有这种情况。

我建议你换NCP1207或NCP1377等,这个芯片的谷底检测好像不是那么好使(个人感觉)

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2011-08-30 12:21

你输入电压变化范围太大,准谐振完全没有优势。

你加级pfc吧

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2011-08-30 20:48
@bigbigeasy
你输入电压变化范围太大,准谐振完全没有优势。你加级pfc吧

之前没试过,想说实验一下,看会不会 有什么突破。

这个线路主要是代替之前一个UC3845的线路,在UPS上,主要是为了降低成本用的,如果前面加PFC,那不是花更多。

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2011-09-03 00:12
@kinghell000
之前没试过,想说实验一下,看会不会有什么突破。这个线路主要是代替之前一个UC3845的线路,在UPS上,主要是为了降低成本用的,如果前面加PFC,那不是花更多。

咋的没有人来指点一下呢!!!请求高手

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ysun
LV.6
7
2011-09-04 21:11
@kinghell000
之前没试过,想说实验一下,看会不会有什么突破。这个线路主要是代替之前一个UC3845的线路,在UPS上,主要是为了降低成本用的,如果前面加PFC,那不是花更多。

你是为了提高效率还是降低成本啊,38XX不是已经很便宜了吗?

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2011-09-04 21:33
@ysun
你是为了提高效率还是降低成本啊,38XX不是已经很便宜了吗?

较之前 用38XX的时候有便宜些,这是一方面。同时也想提高点效率,和做点技术储备。。。

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2011-09-04 21:34
@ysun
你是为了提高效率还是降低成本啊,38XX不是已经很便宜了吗?

对使用准谐振芯片,有没有什么建议,例如较优的设计,或准谐振不适合哪种情况下。等等

 

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小凡凡
LV.7
10
2011-09-04 21:39

 

共同学习,首先,700VDC输入,采用准谐振是非常明智的。

关于轻载跳周期模式,以下是我的解决思路:

1、CIN不要太小,保证VINMIN时,HVDC有足够的电压;

2、尽可能采用大的磁心,尽可能使用更低的满载频率(30-40KHZ);

3、尽可能的增加DMAX,必要时请大于50%(不知是多高耐压的MOS),建议变压器采用双变压器串并联来代替,尽可能的减小漏感;

4、CS检测电压由两部分组成,如果增加检测电阻,请降低另一个电阻的阻值;

5、BO保护很容易受到干扰,这个端口请放置一个102-104的滤波电容;

6、增加一定量的假负载;

祝你好运

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kinghell000
LV.5
11
2011-09-04 21:44
@小凡凡
 共同学习,首先,700VDC输入,采用准谐振是非常明智的。关于轻载跳周期模式,以下是我的解决思路:1、CIN不要太小,保证VINMIN时,HVDC有足够的电压;2、尽可能采用大的磁心,尽可能使用更低的满载频率(30-40KHZ);3、尽可能的增加DMAX,必要时请大于50%(不知是多高耐压的MOS),建议变压器采用双变压器串并联来代替,尽可能的减小漏感;4、CS检测电压由两部分组成,如果增加检测电阻,请降低另一个电阻的阻值;5、BO保护很容易受到干扰,这个端口请放置一个102-104的滤波电容;6、增加一定量的假负载;祝你好运[图片]

对于第一点,为了配合我们自己的线路,我们8脚HV是没有接的。而是直接采用像UC38XX一样给个启动电压,然后通过辅助绕组来供电。这样也行。

因为8脚好像 是对于低功耗情况下才有用的,我们没有用到这个功能。

所以悬空,也能工作。

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kinghell000
LV.5
12
2011-09-04 21:46
@小凡凡
 共同学习,首先,700VDC输入,采用准谐振是非常明智的。关于轻载跳周期模式,以下是我的解决思路:1、CIN不要太小,保证VINMIN时,HVDC有足够的电压;2、尽可能采用大的磁心,尽可能使用更低的满载频率(30-40KHZ);3、尽可能的增加DMAX,必要时请大于50%(不知是多高耐压的MOS),建议变压器采用双变压器串并联来代替,尽可能的减小漏感;4、CS检测电压由两部分组成,如果增加检测电阻,请降低另一个电阻的阻值;5、BO保护很容易受到干扰,这个端口请放置一个102-104的滤波电容;6、增加一定量的假负载;祝你好运[图片]

对于第二点,我们在350W的功率下,采用了EE55,这应该够大了。

而且本来芯片的DATASHEET建议,最低频率不要低于25KHz,我在25KHz仍无法满足我的要求的情况下,压到了20K左右。最低频率也无法再降了。

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kinghell000
LV.5
13
2011-09-04 21:47
@小凡凡
 共同学习,首先,700VDC输入,采用准谐振是非常明智的。关于轻载跳周期模式,以下是我的解决思路:1、CIN不要太小,保证VINMIN时,HVDC有足够的电压;2、尽可能采用大的磁心,尽可能使用更低的满载频率(30-40KHZ);3、尽可能的增加DMAX,必要时请大于50%(不知是多高耐压的MOS),建议变压器采用双变压器串并联来代替,尽可能的减小漏感;4、CS检测电压由两部分组成,如果增加检测电阻,请降低另一个电阻的阻值;5、BO保护很容易受到干扰,这个端口请放置一个102-104的滤波电容;6、增加一定量的假负载;祝你好运[图片]
第三点,我一直把DMAX作到45%,没有超过50%,对于你的建议,我想可以采纳一下。不过,我现在是在高压轻载和低压重载时出现了矛盾,不是DMAX不够的问题。
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小凡凡
LV.7
14
2011-09-04 21:49
@kinghell000
对于第二点,我们在350W的功率下,采用了EE55,这应该够大了。而且本来芯片的DATASHEET建议,最低频率不要低于25KHz,我在25KHz仍无法满足我的要求的情况下,压到了20K左右。最低频率也无法再降了。
EE55,可能EER的磁芯或是PQ的更好些,漏感好控制
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kinghell000
LV.5
15
2011-09-04 21:52
@小凡凡
 共同学习,首先,700VDC输入,采用准谐振是非常明智的。关于轻载跳周期模式,以下是我的解决思路:1、CIN不要太小,保证VINMIN时,HVDC有足够的电压;2、尽可能采用大的磁心,尽可能使用更低的满载频率(30-40KHZ);3、尽可能的增加DMAX,必要时请大于50%(不知是多高耐压的MOS),建议变压器采用双变压器串并联来代替,尽可能的减小漏感;4、CS检测电压由两部分组成,如果增加检测电阻,请降低另一个电阻的阻值;5、BO保护很容易受到干扰,这个端口请放置一个102-104的滤波电容;6、增加一定量的假负载;祝你好运[图片]

对于第四点,CS的电阻是分两部分,这个我也尝试过,因为看了DATASHEET,CS的电平如果高于500mv则限流不能工作,如果低于100mv则进入软跳周期模式,而使我的输出电压出限大的波动,无法满足要求。

所以,我在想配合两个电阻,使其不管在什么载下,就是在100mv和500mv之间变动,我理论上是这样做了。但勾出来的波形有时因为所测的地方较敏感,容易受干扰。即使这样,在高压下仍然出现电压大波动。当我咨询安森美的技术人员时,他们说即使这样,在MOS处的米勒电容也会感受到你的载太轻。也会进入软跳周期模式。一样出现电压大波动。所以。。。。目前就是这样一个情况

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小凡凡
LV.7
16
2011-09-04 21:52
@kinghell000
第三点,我一直把DMAX作到45%,没有超过50%,对于你的建议,我想可以采纳一下。不过,我现在是在高压轻载和低压重载时出现了矛盾,不是DMAX不够的问题。

高压轻载的原因就是D过小了,毕竟是非连续模式设计。

低压重载,电流检测其实是由两个电阻决定的哦

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kinghell000
LV.5
17
2011-09-04 21:53
@小凡凡
 共同学习,首先,700VDC输入,采用准谐振是非常明智的。关于轻载跳周期模式,以下是我的解决思路:1、CIN不要太小,保证VINMIN时,HVDC有足够的电压;2、尽可能采用大的磁心,尽可能使用更低的满载频率(30-40KHZ);3、尽可能的增加DMAX,必要时请大于50%(不知是多高耐压的MOS),建议变压器采用双变压器串并联来代替,尽可能的减小漏感;4、CS检测电压由两部分组成,如果增加检测电阻,请降低另一个电阻的阻值;5、BO保护很容易受到干扰,这个端口请放置一个102-104的滤波电容;6、增加一定量的假负载;祝你好运[图片]
对于第五点,BO引脚我们一直有保证在0。5V到3V之间,这点没有改变。也有加了滤波电容。
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小凡凡
LV.7
18
2011-09-04 21:53
@kinghell000
对于第四点,CS的电阻是分两部分,这个我也尝试过,因为看了DATASHEET,CS的电平如果高于500mv则限流不能工作,如果低于100mv则进入软跳周期模式,而使我的输出电压出限大的波动,无法满足要求。所以,我在想配合两个电阻,使其不管在什么载下,就是在100mv和500mv之间变动,我理论上是这样做了。但勾出来的波形有时因为所测的地方较敏感,容易受干扰。即使这样,在高压下仍然出现电压大波动。当我咨询安森美的技术人员时,他们说即使这样,在MOS处的米勒电容也会感受到你的载太轻。也会进入软跳周期模式。一样出现电压大波动。所以。。。。目前就是这样一个情况
问一句,你的电压波动过大,应该是副路的波动过大吧
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小凡凡
LV.7
19
2011-09-04 21:54
@kinghell000
对于第五点,BO引脚我们一直有保证在0。5V到3V之间,这点没有改变。也有加了滤波电容。
我刚刚做完一个用NCP1337的产品,也碰到了类似的问题
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kinghell000
LV.5
20
2011-09-04 21:55
@小凡凡
 共同学习,首先,700VDC输入,采用准谐振是非常明智的。关于轻载跳周期模式,以下是我的解决思路:1、CIN不要太小,保证VINMIN时,HVDC有足够的电压;2、尽可能采用大的磁心,尽可能使用更低的满载频率(30-40KHZ);3、尽可能的增加DMAX,必要时请大于50%(不知是多高耐压的MOS),建议变压器采用双变压器串并联来代替,尽可能的减小漏感;4、CS检测电压由两部分组成,如果增加检测电阻,请降低另一个电阻的阻值;5、BO保护很容易受到干扰,这个端口请放置一个102-104的滤波电容;6、增加一定量的假负载;祝你好运[图片]
对于第六点,假负载,我们在28V主反馈回路加了682的电阻,算起来差不多1W的功耗。不知道会不会太小。但如果加得太大,貌似会影响我们的整机效率,因为我们由之前 的UC38XX的芯片改到这个芯片的另一个原因是因为想提高一下效率看看。
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kinghell000
LV.5
21
2011-09-04 21:55
@小凡凡
 共同学习,首先,700VDC输入,采用准谐振是非常明智的。关于轻载跳周期模式,以下是我的解决思路:1、CIN不要太小,保证VINMIN时,HVDC有足够的电压;2、尽可能采用大的磁心,尽可能使用更低的满载频率(30-40KHZ);3、尽可能的增加DMAX,必要时请大于50%(不知是多高耐压的MOS),建议变压器采用双变压器串并联来代替,尽可能的减小漏感;4、CS检测电压由两部分组成,如果增加检测电阻,请降低另一个电阻的阻值;5、BO保护很容易受到干扰,这个端口请放置一个102-104的滤波电容;6、增加一定量的假负载;祝你好运[图片]
非常谢谢您的建议!!!如果有什么建议或意见,欢迎您随时回复
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小凡凡
LV.7
22
2011-09-04 23:55
@kinghell000
非常谢谢您的建议!!!如果有什么建议或意见,欢迎您随时回复

刚才搞CS去了..................

1W的假负载,估计有点小,如果不隔离的话,可以把假负载接在主路后面,或许会好点。

不同电压下的频率折返点(QR模式向DCM模式过渡,频率130KHZ),按照临界模式是可以预先计算出来(满载输出的百分比),这个点最好在正常供电时计算,不必按最高输入电压计算。

NCP1337的参数计算最好分几步,下面是几个关键的参数:

最小HVDC:300V(假设已经是最低)

最高工作频率:130KHZ(频率转折点,芯片自限制)

最低工作频率:30KHZ(设置为最低)

最大占空比:0.5(假设已设置为最大)

最大磁感应强度:2500GS(假设已设置为最大)

1、确认最低输入电压,全满载,最低工作频率及导通时间;

2、确认最低输入电压,输出电流最小为几安时临界(不折返)及导通时间;

3、确认正常输入电压,输出电流最小为几安时临界(不折返)及导通时间;

4、确认最高输入电压,输出电流最小为几安时临界(不折返)及导通时间;

完成上述计算,此方案能否通过,基本一目了然。

 

 

 

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615743364
LV.2
23
2015-08-15 00:13

非常好!

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