UC3845的RCD恒流单正激制作总结
金坷居士2014/01/21电气电工 IP:北京
本帖最后由 金坷居士 于 2014-1-21 23:46 编辑

最近又个朋友要点1个150W的短弧氙灯 基本的要求就是恒流 还有空载的电压尽量高

考虑到功率比较大 反激电路可能吃不消 体积也会大 于是选择了单管正激

电路上 只考虑电流环即可 电压是开环的 因此空载电压等于输入电压除以匝数比 并且和占空比无关 算上漏感尖峰影响 实际测量输入234VAC输出空载100V直流 很准的100V因为人品好哈

这电压完全满足氙灯触发的需求

为了保证市电高时电容电压的安全 选择了160V的电容 这样电压有富余

频率折中选择了50KHz 开关损耗不太大 磁芯也不用很大就能出功率

初级圈数多 磁通密度偏移小 设计比较保守

SingleSwitchForward.jpg

上面是最终的电路图 参数精确 有问号的元件实际没有安装

乍一看 这个电路似乎没有什么特别的地方 但是 细节决定了整个制作的成败 下面对设计和制作时的疑问问题和解决方法进行讨论

  

1、辅助绕组采用正激还是反激的形式呢(估计很多人问这个)

辅助绕组采用正激时 一般都用峰值整流 这样占空比只要大于0 辅助电源电压就一直和前级的直流高压成匝数比的关系

辅助绕组采用反激时 电压变化随占空比和负载变化很大 有可能出现不启动的问题

鉴于这里输入电压为180-260V 辅助电压变化就在13-20V IC和MOS都是可以接受的 实际结果也比较符合 但是比预计的还高一点 虽然也随负载变动而变化 但是变化很小 基本不影响争产工作

PS: 如果采用了带APFC的方案 就强烈推荐正激辅助供电 电压应该会更稳定

  

2、如何复位

正激的变压器没复位能力 需要被动的进行复位才能正常工作

常见的方案有复位绕组复位、RCD复位、LCD复位、有源钳位复位、谐振复位

复位绕组复位会增加变压器的复杂性 而且对变压器的耐压提出了更高的要求 并且占空比不能大于50

RCD复位比较简单 占空比还可以大于50 开关管电压应力也比较低 但是所有的励磁能量和漏感能量都被电阻消耗了 效率会差一点

LCD复位比RCD稍微好 能做到基本无损吸收 把能量返回高压电容 但是介绍的文章比较少 没能深入了解

有源钳位需要专门的IC 虽然能做到最高效率 占空比也能比50大 但是增加了成本和复杂性

谐振复位增加了开关管的电压或者电流应力 不考虑

综合 最终选择了RCD复位 但是占空比也没有设计大于50

  

3、变压器要不要加气息

正激变压器理论上不需要储能的 所以理论上不需要气息

刚开始的时候没有气息开环测试 开机时磁芯有吸合声 但是加了300W负载运行很好 没有任何声音

然后悲剧从闭环开始了 闭环后发现是能恒流而且精度也够 但是变压器在叫还发热

用示波器看波形发现是在断续工作 于是想到了反馈环的问题(参见后面的问题4和5) 修复之后占空比连续了 但是依然存在抖动的情况 变压器还是发热出声

这时窝想到了变压器饱和了 看了取样电阻上的波形更加确定了自己的观点 杂乱的波形中依稀可以看到某些周期后面绕组电流急剧上升 分明是饱和的迹象

于是 根据之前的经验和直觉 我撕了块纸 测有0.08mm厚 给磁芯左右各垫1个 加了个气息 同时把C109从电解400V4.7uF换成图上的CBB400V0.1uF 结果果断不叫了 变压器贼热的问题也解决了

后来猜测 窝变压器初级有46mH电感 导致复位电流太小 加气息能降低初级电感 还能减少剩磁 虽然复位电阻比原来还热了点 但是变压器能可靠工作是重点!

可见 增加气息对提高变压器的抗饱和能力有积极影响
  

4、UC384x和电流模式的误区

UC384x的第三脚是电流反馈脚 大家都知道能实现电流反馈来进行保护 实际上这个脚还担当着更重要的作用 那就是PWM调制 其作用类似电压模式PWM里来自振荡器的锯齿波 而这一点被许多人忽略

常常看到有人问为啥UC384x的3脚接地后占空比一直为最大 1和2脚完全不能控制占空比 现在应该可以理解了 3脚接地后 1和2脚控制的误差放大器的输出永远大于3脚的电压 也就不会有缩小占空比的机会了

因此 UC384x第3脚的波形关系到整个电源能否正常工作

有关电流模式的理论 一两句话说不完 请各位自行查看香瓜文献

  

5、斜率补偿补偿的是什么 为什么要斜率补偿 什么时候需要补偿

这个估计很多像窝一样的初学者都听说过 就是3-4脚之间的电容的作用 但是对这个名词一知半解

斜率补偿补偿补偿的是UC384x第3脚的电压变化斜率

为什么要补偿?什么时候需要补偿?

当3脚斜率发生不足时就需要补偿 因为3脚斜率太小会发生反馈电压稍微变动就作出非常大的调整导致了抽风

通常DCM的反激是不需要补偿的 因为3脚的电压斜率和初级电流斜率是正比的 应该是比较大的

CCM的反激和正激(单/双都算)甚至是CCM的Boost就需要了 因为在管子导通时电流初级电流变化小(虽然成因不一样 但是表现形式类似)导致3脚变化斜率小就容易抽风 这时就需要斜率补偿了

对于正激 斜率补偿是必须的!

窝之前提到的的打嗝到爆就是没进行斜率补偿引起的!

  

最终的作品是这样的 没有做PCB 当然日后还会定型到PCB上咯

QQ图片20140121223913.jpg

虽然看着坑爹 但是基本布线原则还是遵守的 比如接地处理的就很好

电感夸张了 是因为手头正好有这个于是就拿来用了

  

后话: 这个电源参数稍微改变就可以变身恒流限压大功率电池充电器 LED驱动电源等

复位部分的电阻发热还是挺大的 如果能弄到散热片上就最好了

  

年后会去打PCB 到时候需要的联系窝
+40  科创币    最高主机泡泡    2014/01/23 为啥技术贴都没人气呢。。。=-=
+40  科创币    绘梦工坊    2014/01/23 鼓励交流
+50  科创币    清纯小萝莉    2014/01/25 感谢分享
来自:电气工程 / 电气电工
15
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~~空空如也
左哥
10年3个月前 IP:未同步
664497
送你一条鄙人的名言:
铁氧体EE,必开气隙。——左哥(KCID)
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最高主机泡泡
10年3个月前 IP:未同步
664514
额。。开关电源的电路看起来简单,要考虑的东西真的很多啊。。。。
变压器看起来浪费点。。前几天弄到一个奇葩的ATX,单管正激400W,磁芯没这么大。。。
其实我一直在想这么多飞线会不会收到干扰= =
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金坷居士作者
10年3个月前 IP:未同步
664566
baiwenglong 发表于 2014-1-22 08:17
额。。开关电源的电路看起来简单,要考虑的东西真的很多啊。。。。
变压器看起来浪费点。。前几天弄到一个 ...


干扰肯定有的...不过作为实验机已经够了
窝这东西短时间应该也能冲上400W
另外 ATX标的好多都是峰值功率.........
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最高主机泡泡
10年3个月前 IP:未同步
664570
金坷居士 发表于 2014-1-22 11:17
干扰肯定有的...不过作为实验机已经够了
窝这东西短时间应该也能冲上400W
另外 ATX标的好多都是峰值功 ...


那个奇葩的品牌机电源。。上面写着:DC输出额定功率:400W
磁芯看起来是ERL39.。。。
单管正激,9N60主开关管,UC3843
输出整流管貌似严重浪费,一个管子两个二极管分开用做整流就够了吧
PS:输入的EMI部分全省啦。。。做实验省了就省了吧。。打板子还是加上点好,做成品的开关电源加上点吧
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金坷居士作者
10年3个月前 IP:未同步
664627
9N60绝壁不能做单正激 至少需要双正激或者半桥 单正的管子电压应力在700V以上

输出8.5A呢 有可能到10A 单个MBR20200不太安全了吧 这东西里面每个二极管是10A的
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最高主机泡泡
10年3个月前 IP:未同步
664632
金坷居士 发表于 2014-1-22 15:52
9N60绝壁不能做单正激 至少需要双正激或者半桥 单正的管子电压应力在700V以上

输出8.5A呢 有可能到10A  ...


恒流这么大电流额。。。
问题是哪个奇葩的电源它就是这么用的。。。我也奇怪呢,,,这么小管子
而且从输出的整流方式和那么巨大的储能电感看绝对是正激,,,它就只有一个开关管
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金坷居士作者
10年3个月前 IP:未同步
664723
baiwenglong 发表于 2014-1-22 16:46
恒流这么大电流额。。。
问题是哪个奇葩的电源它就是这么用的。。。我也奇怪呢,,,这么小管子
而且从 ...


那就素尼轰国的产品咯 110V的咯
9aca83ec8a1363271ac9085a918fa0ec08fac74d.jpg
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最高主机泡泡
10年3个月前 IP:未同步
664745
金坷居士 发表于 2014-1-22 23:30
那就素尼轰国的产品咯 110V的咯


W9NB60.。把那个ATX找出来剖了。。。貌似也是RCD复位的单管正激。。。
谁知道原来是什么电压的呢,被我在220V上用了,也没出什么问题= =
不过这货有个110/220选择开关。。奇葩的东西
PS:可恶的时差。。
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金坷居士作者
10年3个月前 IP:未同步
664850
baiwenglong 发表于 2014-1-23 08:17
W9NB60.。把那个ATX找出来剖了。。。貌似也是RCD复位的单管正激。。。
谁知道原来是什么电压的呢,被我 ...


擦雷 那复位电压得选多低啊
占空比得很小才行
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最高主机泡泡
10年3个月前 IP:未同步
664861
金坷居士 发表于 2014-1-23 18:39
擦雷 那复位电压得选多低啊
占空比得很小才行


不清楚啊。。还是个挺大厂代工的,高效给光宝代工= =(标签打的Liteon~~奇葩)
跟这个电路图很类似。。也是3843控制,但是高压侧还有个393.。。。。
ATX正激.gif
9N60.。.怎么查它也就是个600V的管子,,,感觉特别不靠谱的样子。。问题是它确实正常工作了
有空加隔离变压器用示波器看看波形。。。老示波器要插市电= =
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金坷居士作者
10年3个月前 IP:未同步
664924
baiwenglong 发表于 2014-1-23 19:14
不清楚啊。。还是个挺大厂代工的,高效给光宝代工= =(标签打的Liteon~~奇葩)
跟这个电路图很类似。。 ...


嗯对 这种图的窝见过一两个

那估计用了什么特殊的复位方式或者有什么方法钳定复位电压

示波器都是开关电源 把地线不接220v插座就能测了
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rocket_man_8
10年3个月前 IP:未同步
665012
学习了。
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金坷居士作者
10年3个月前 IP:未同步
665115
为啥没人呢 是不是板子看着太残念了
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ls.ls
8年2个月前 IP:重庆
811709
学习了,但是至今还是不是很懂反馈环中的各种补偿,什么相位补偿斜率补偿什么的,以及退藕和电磁兼容
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2011/09/23注册,1个月18天前活动

怪哉!灵异的三极管电流流向! 这素一个在仿真的RCC电路,示波器上绿色的是集电极电流红色的是发射极电流。窝萌都知道发射姬电流素集电极电流和基极电流之和,所以讲道理发射极电流一定比集电极略大。可仿真结果刷了三观,Q1集电极电流一部分流经基极,然后流经Q2的C->E。

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