反激電源的設(shè)計(jì)步驟

準(zhǔn)備

在初次設(shè)計(jì)電源之前，應(yīng)確保電源所采用的印刷電路板符合Power Integrations器件數(shù)據(jù)手冊(cè)中指定的布局指南。如果在實(shí)驗(yàn)用面包板或原始樣板上搭建設(shè)計(jì)的電路，會(huì)引入很多寄生元件，這樣會(huì)影響電源的正常工作。而且，許多實(shí)驗(yàn)用面包板都無法承載開關(guān)電源所產(chǎn)生的電流水平，并可能因而受損。此外，在這些電路板上非常難以控制爬電距離和電氣間隙。

所需設(shè)備

在本課程中，您將用到以下設(shè)備：

1.一個(gè)隔離式交流電源供應(yīng)器或一個(gè)自耦變壓器

2.一個(gè)瓦特表

3.至少四個(gè)數(shù)字萬用表，其中兩個(gè)具有高精度電流量程

4.一個(gè)帶有高壓探針的示波器

5.一個(gè)電流探針
6. 還有您的實(shí)際負(fù)載

第1章：術(shù)語
本課中將頻繁使用的兩個(gè)術(shù)語是“穩(wěn)壓”和“自動(dòng)重啟動(dòng)”。當(dāng)電源處于穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)，控制器持續(xù)接收反饋，所有輸出電壓均保持穩(wěn)定不變，并處于指定的容差限值內(nèi)。自動(dòng)重啟動(dòng)是Power Integrations器件中內(nèi)置的一種保護(hù)模式。
處于穩(wěn)壓狀態(tài)的輸出

自動(dòng)重啟動(dòng)

在工作期間，如果所消耗的功率大于電源所能提供的功率限值，或者在啟動(dòng)后，電源的輸出電壓在指定的時(shí)間內(nèi)不能達(dá)到穩(wěn)壓，Power Integrations器件將進(jìn)入自動(dòng)重啟動(dòng)保護(hù)模式。這種設(shè)計(jì)通過限制電源在故障情況下提供的平均功率，可防止元件受損。有關(guān)特定的自動(dòng)重啟動(dòng)導(dǎo)通時(shí)間，請(qǐng)參見相關(guān)的Power Integrations器件數(shù)據(jù)手冊(cè)。
在測(cè)試期間，如果發(fā)現(xiàn)電源性能與本課程中所描述的情況不符，或者表現(xiàn)出任何異常特征，請(qǐng)停止測(cè)試程序，并參照其他PI大學(xué)故障診斷課程中的內(nèi)容排查問題，或者聯(lián)系當(dāng)?shù)豍I代表解決問題。

第2章：設(shè)計(jì)信息

現(xiàn)在就可以開始測(cè)試了。下面，我們將以使用TinySwitch -PK器件的RD-1151參考設(shè)計(jì)電路板為例進(jìn)行講解。該電源用于DVD播放器，可提供7.5 W的連續(xù)輸出功率，峰值功率為13 W。連續(xù)輸出功率分為四路輸出，它們包括：

3.3 V，500 mA

5 V，500 mA

正12 V，250 mA

負(fù)12 V，30 mA

第3章：目測(cè)

設(shè)計(jì)之前，應(yīng)先目測(cè)檢查電路板，確保所有極性組件都已正確插裝。雖然這種情況并不常見，但一個(gè)元件插裝錯(cuò)誤卻能導(dǎo)致破壞性故障。

即使在完成了元件插裝檢查后，我們?nèi)詮?qiáng)烈建議您在第一次設(shè)計(jì)電源時(shí)佩戴護(hù)目裝置。確保所有極性組件都已正確插裝
第4章：禁用欠壓鎖存

第一步是檢查電源能否在低輸入電壓下正確工作，因此您需要禁用Power Integrations器件的欠壓鎖存功能（如果已啟用的話）。在大部分設(shè)計(jì)中，這意味著將UV電阻從電路板上卸除。在本設(shè)計(jì)范例中，UV電阻連接在DC總線和TOPSwitch -HX器件的M引腳之間。您需卸除這些電阻，使M引腳與源極短路。如果是其他產(chǎn)品，請(qǐng)參閱相應(yīng)的器件數(shù)據(jù)手冊(cè)，確定應(yīng)使用的正確元件和禁用UV功能的方法。

第5章：極低電壓工作

接下來，將兩個(gè)短導(dǎo)線焊接到輸入電容的負(fù)極和正極端子上，用作測(cè)試點(diǎn)。為了正確驗(yàn)證低電壓工作情況，您需要在施加低AC輸入電壓的過程中，監(jiān)測(cè)輸入電容的輸出電壓和DC總線電壓。將一個(gè)萬用表連接到電路板的輸出端子，并將另一個(gè)萬用表連接到輸入電容，利用兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這兩個(gè)萬用表都應(yīng)設(shè)置為讀取DC電壓。

如果您的設(shè)計(jì)有多路輸出，可將負(fù)載電阻連接到主穩(wěn)壓輸出以外的任何輸出。負(fù)載電阻的大小應(yīng)能夠吸收為每個(gè)輸出指定的最小負(fù)載。這樣可防止這些輸出電壓因峰值充電而超出規(guī)格范圍。

如果沒有為輸出指定最小負(fù)載，那么選擇電阻吸收5 mA的輸出電流。將AC輸入導(dǎo)線連接到電路板。確保AC輸入正確連接到電源的輸入端子，而不是連接到DC輸出。AC輸入連接錯(cuò)誤可嚴(yán)重?fù)p壞電源。

在本測(cè)試中，您還需要測(cè)量AC輸入功率。如果您有瓦特表，請(qǐng)參照其操作手冊(cè)中有關(guān)如何安裝到AC輸入通道的說明，配置為測(cè)量AC電壓、電流及輸入功率。如果沒有瓦特表可用，可將第三個(gè)萬用表與AC輸入串聯(lián)，設(shè)置為測(cè)量AC電流。再將第四個(gè)萬用表連接到電源輸入端子，測(cè)量AC電壓。

現(xiàn)在，確保自耦變壓器或交流電源供應(yīng)器設(shè)置為零，然后將其開啟。將輸入電壓慢慢提高到約10 VAC。您應(yīng)該可以在瓦特表或輸入萬用表上看到AC輸入電壓在逐步增大。如果沒看到的話，應(yīng)確認(rèn)您的交流電源供應(yīng)器是否配置正確。您還應(yīng)該看到DC總線電壓在您施加AC電壓的過程中不斷增大。

如果您使用的是瓦特表，穩(wěn)態(tài)AC輸入功率應(yīng)小于15 mW。如果您使用的是兩個(gè)萬用表，穩(wěn)態(tài)AC電流讀數(shù)應(yīng)小于10 mA。如果您看到輸入功率或AC電流高于此值，那么說明您的電路板存在故障。關(guān)閉交流電源供應(yīng)器，斷開AC輸入連接。

在上述情況下，持續(xù)提高AC電壓會(huì)對(duì)電路板造成破壞性故障。有關(guān)確定和修復(fù)電路板故障的信息，請(qǐng)參見PI大學(xué)課程“修復(fù)無輸出電壓的反激式電源”。