電源設計技術資訊網站
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2018.01.11 AC / DC
前一節從機上設計絕緣型返馳式轉換器開始,接著試作並評估是否符合設計目標,也就是輸出電壓和效率等電源規格。而本節將說明規格以外的其他重要確認重點。以下為預定說明項目。
一開始先評估一般規格,並說明確認重點的不同。下表為範例所使用電路的設計目標,經過多次測試後才達到目標。
| 參數 | 最小值 | 典型。 | 马克斯 | 单位 | 條件 |
|---|---|---|---|---|---|
| 輸入電壓 | 90 | - - - - - - | 264 | VAC | - - - - - - |
| 无负载时的输入功率 | - - - - - - | - - - - - - | 50 | 兆瓦 | 輸入:100伏/ 230 vac |
| 輸出電壓 | 11.4 | 12 | 12.6 | V | - - - - - - |
| 輸出電流 | 1.5 | - - - - - - | - - - - - - | 一个 | - - - - - - |
| 输出涟波电压 | - - - - - - | - - - - - - | One hundred. | mV | 頻寬20 mhz |
| 效率 | 80 | - - - - - - | - - - - - - | % | 输出：12V / 1.5A |
表格的項目數值是一般電源規格,而其測量方法等也說明過了。例如輸出電壓設定條件後,先利用電壓計測量電壓,若測量值位於設定的上限和下限之間,就能判定符合規格要求。
然而，实际测量必须再详细一些，或是采用其他方式进行评估，并事先确认潜在的问题和上限，以便能够顺利进入量产阶段。这一种层级的评估方式，必须具备「如何进行观察，要观察什么」的经验和专业知识。
MOSFET的汲極電壓和電流
右图为例题所使用，内建MOSFET的电源ICBM2P014的输出段内部区块图，以及一部分返驰式转换器构造的外接电路。
內建MOSFET是讓IC的排水端子接上汲極,源端子接上源極。此MOSFET主要是開關變壓器的一次側,並將能量傳送至二次側,在產生輸出電源上扮演著非常重要的角色。
若此處的開關動作和波形有些奇怪,輸出當然無法正常。
以下為MOSFET (IC)的VDS和我DS。
左邊是啟動時的波形,右邊為常態運轉下的波形。啟動時輸入電壓會在達到運轉電壓後開始開關,VDS基本上會出現V在+甚高频和接地電位的開關波形,我DS则是和其连动。该波形状态大致上良好，启动后不易散乱且顺利转移至常态运转，也未因为开关产生尖突，未发现特殊状况，MOSFET也位在额定值（650V）内。
右邊常態運轉時的波形放大了時間軸,能了解開關時的VDS和我DS關係。在此根據電路構造預設各波形,以及未發生異常的尖突和振盪,振動等。(電路運轉和波形詳細內容,請參照”絕緣型返馳式轉換器的基本概念”。)
基本上确认VDS和我DS包含尖突,振盪在內,並未超過額定值。條件包括輸入電壓,負載電流,溫度,上限和下限的測量矩陣。在各條件之下觀察特性變動狀況,接著進一步根據電路運轉和零件的特性加以證明,並將結果轉化成日後的專業知識。
輸出整流二極體的耐壓
輸出整流二極體位於先前所示的電路圖二次側上,確認施加到輸出整流二極體的虚拟现实,逆電壓無任何問題。該二極體中,以V在×線圈比+ VOUT的最大值為逆電壓。觀察實際施加的電壓未超過Vr額定值,未出現異常波形(電路運轉和波形詳細內容,請參照”絕緣型返馳式轉換器的基本概念”。)
右边的波形是输出整流二极体VR波形的范例之一。
實際觀察的波形和電壓,電流,完成和計算數值一樣,但和教科書所教導的理想數值不同,尤其是波形,存在著雜散電容和電感等外在妨礙因素,同時影響到測量方法。若未具備足夠的經驗,根本無法判斷觀察結果是好是壞。不過,這時候廠商提供的評估用機板就能派上用場了。電路多少有些不同,但基本上運轉仍然接近理想中的狀態,將評估用機板和自己設計的機板相互比較,是較為實際有效的方式。
・確認MOSFET的VDS和我DS位在額定值內,未出現異常的尖突和振盪。
・確認施加在整流二極體的電壓,位在逆耐壓Vr額定值內,同時也一併確認波形如何。
·和厂商提供的评估用机板相互比较，是较为实际有效的方式。
