开关电源-原边反馈技术绝对实用.ppt

电源高级：原边反馈技术 V1.1 ? 1 数字电源设计技术交流 概要 ? 数字电源设计技术交流 2 ? ★ PSR 简介 ? PSR 的输出检测方法 ? PSR 特有的问题 原边反馈（ PSR ）简介 ? 数字电源设计技术交流 3 ? 在小功率消费类电子应用中，反激式电源 是主流，因为反激式电源非常适合小功率 段，同时天然提供了隔离的效果。 ? 隔离后，如果要检测输出的情况，需要用 隔离元件，比如光耦等，这样就增加了电 源的成本，光耦本身的寿命也会成为电源 的瓶颈，基于此，开发出了原边反馈技术 。 – 原边反馈不从输出直接采样，而是从初级线圈 采样，通过初级线圈的情况来计算次级线圈的 情况，进一步推算输出的情况。 . . . 初级线圈 次级线圈 辅助线圈 辅助线圈的用途 ? 数字电源设计技术交流 4 ? 增加辅助线圈会增加成本和复杂度，因此 ，最好能让辅助线圈完成更多的工作，一 般辅助线圈都同时做 2 件事情： – 反映初级线圈和次级线圈的情况，辅助线圈通 过电阻分压，将原边和副边的电压情况反映在 V SES 点，此时辅助线圈和原边 / 副边构成变压器 。 – 和初级线圈形成一个反激结构，给 IC 供电，由 于反激结构本身无法恒压，因此要加一个限压 的二极管。 ? 供电结构只是一个附带的功能，很多时候是没有的 ， IC 由其他电路供电。 IC . . . V SES VCC 不使用辅助线圈是否可行 ? 数字电源设计技术交流 5 ? 如果不要求辅助线圈供电，那么是否可以 用其他检测方法，比如在初级线圈上检测 来做原边反馈？ ? 理论上是可行的，思路如下： – 在初级线圈上并联一个高阻支路，对初级线圈 进行采样，同时提供 TOFF 期间初级线圈的回 路。 – 考虑到检测电压必须为正，因此有两种基本形 式，如下图： . . . . V SES_ON V SES_OFF V SES_OFF 全周期检测 MOS 关闭期间检测 检查输出信息的方法 ? 数字电源设计技术交流 6 ? 原边反馈不能得到所有的输出信息，但可 以得到较多的输出信息。 – 不能得到输出电流信息，但可以得到初级的电 流信息。 – 不能直接得到输出电压信息，可以通过辅助绕 组来得到输出电压信息。 . . . I L I SES G V D V SES I D I D I SES I L V D G V SES 可检测性 ? 数字电源设计技术交流 7 ? 电感两端电压太高，检测 I L 和 V D 很困难，通 过 I SES 和 V SES 检测； ? 考虑到隔离要求，次级电流和输出电压不 能直接检测，只能通过其他值计算出来。 概要 ? 数字电源设计技术交流 8 ? PSR 简介 ? ★ PSR 的输出检测方法 ? PSR 特有的问题 PSR 输出电压计算 ? 数字电源设计技术交流 9 ? MOS 管关断后，变 压器中储存的能量 都由次级和辅助线 圈释放出来，次级 线圈和辅助线圈形 成变压器，此时 V SES 上的电压为： ? V D 和次级线圈的电 . . . V SES V D D O SND AUX SND SES V V N N V V ? ? ? * V O V SND AUX SND SES O N N V V * ? 去磁点时刻，次级 线圈和辅助线圈电 流为 0 ， VD 为 0 V SES 膝电压的定义 ? 数字电源设计技术交流 10 ? 当流过次级二极管的电流为 0 后，变压器退 磁，此时 V D 比 V IN 高一个反射电压，初级电 感和寄生电容形成的 LC 电路开始震荡，初 级电感上的电压将从 V D -V IN 开始，以正弦方 式往下降。 ? 这样，在 V SES 上看到的电压将呈现出一个 膝盖状，因此，将退磁点电压称为膝电压 。 – 因为正弦起始点处的斜率为 -1 ，膝电压就是电 压斜率从负载消耗导致的斜率变化到 -1 的时刻 的电压。 V SES 膝电压 T T ON T OFF T DEAD PSR 输出电流计算 ? 数字电源设计技术交流 11 ? MOS 管关断后，变 压器中储存的能量 都由次级和辅助线 圈释放出来，此时 次级的平均电流为 ： ? I SND_PK 无法直接测 到，只能由 I SES_PK 近似换算得到