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電源管理芯片開機影響因素及措施

2018-10-11 10:17:48 

關(guān)于反激電源開機,著重分析SSR與PSR電源管理芯片的啟動控制方式對開機延時時間、上升時間、輸出電壓過沖等開機指標(biāo)的具體影響及措施。


開機指標(biāo)定義:
開機延時時間Td:從輸入電壓Vac(t)接入到輸出電壓Vo建立所需要的時間,開機延時時間一般需要小于3秒。
輸出電壓上升時間Tr:輸出電壓從10%上升到90%所需的時間。

輸出電壓過沖: (Vomax-Vo)/Vo,需要小于10%限制。


電源管理芯片開機延時時間與芯片啟動方式:

芯片啟動方式包括高壓啟動、橋前電阻啟動、橋后電阻啟動三種, 其決定了開機延時時間,并影響待機功率,對比如下表所示。

電源管理芯片

上升時間及過沖與芯片控制方式:

芯片控制方式通常包括CV控制、CC+CV控制,輸出電壓上升時間及過沖在不同控制方式下表現(xiàn)迥異。
CV控制:SSR架構(gòu)一般采用CV控制,簡化圖如下,可見電壓環(huán)誤差量經(jīng)PI調(diào)節(jié)后為原邊開關(guān)管電流提供峰值電流參考Ipref 。
電源管理芯片
在啟機瞬態(tài)時,由于Vo尚未建立, 誤差量大, 若不限制(軟啟動) Ipref 達大值,可視為大功率啟動。因而CV控制對開機指標(biāo)的影響:上升時間短,輸出電壓過沖受開環(huán)傳遞函數(shù)穿越頻率限制。
措施:為減小開機應(yīng)力,控制芯片會加入幾ms軟啟動,在軟啟動時間內(nèi) Ipref 不受電壓環(huán)誤差影響,分多個臺階逐步上升,導(dǎo)通時間緩慢增加:
(其中LP 為變壓器初級感量,Vg 為整流后電壓)
CC+CV控制:PSR架構(gòu)一般采用CC+CV控制。如下圖所示,在啟機階段,輸出電壓尚未達到設(shè)定值時,誤差量較大,因此CC環(huán)起作用,當(dāng)輸出電壓達到設(shè)定值后,CV環(huán)接管。
電源管理芯片

可見CC+CV控制啟動階段等價為恒流源 Io 對輸出電容Co 及負(fù)載Ro 充電:
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因而CC+CV控制對開機指標(biāo)的影響:上升時間長,輸出電壓無過沖。
措施:為縮短上升時間,銀聯(lián)寶電子科技IC廠家第四代PSR產(chǎn)品(如PN8395系列)在輸出電壓建立之前以大功率啟動,從而將上升時間壓縮在數(shù)十ms以內(nèi),解決了傳統(tǒng)PSR控制的不足:功率越大,上升時間越長。

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