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[参考译文] UC3845:轻负载、UV Start 和 UV Stop 之间的 VCC 循环

Guru**** 1693050 points
Other Parts Discussed in Thread: UC3845, TLV341, TL431, UC3845A, UC3842
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1158493/uc3845-light-load-vcc-cycling-between-uv-start-and-uv-stop

器件型号:UC3845
主题中讨论的其他器件: TLV341TL431UC3842

输出电压上的高纹波?

尊敬的团队:

我使用 UC3845制作了一个开关模式电源电路。 我用 Würth elektronik 的反激式变压器在实验室中制造了电路

https://www.we-online.com/catalog/datasheet/750311771.pdf

电路的输出应为15V。
我使电路如下面的电路原理图所示、

当我检查电路的输出时、电压表显示15.1V (RMS)。
当我用示波器连接电路的输出时、我看到 RMS 电压与万用表显示的相同、但在13V 至16V 之间存在超过4V 的波动纹波。
下面是我的示波器中的一些照片。

我还使用万用表测量了 TLV341的基准引脚、其电压正好为2.5V。

我使用示波器测量了 UC3845B 的 Vref 引脚、该引脚在4.2V 至6V 的范围内波动、但在提供的数据表中、您会看到它应该恰好是5V。

如何使 Vref 引脚精确到5V? 此外、如何解决电路输出端的极高纹波并使输出端成为坚如磐石的直流?

提前感谢

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    您好、ZAIM、

    以下是您可以进行的一些改进。

    • 无需在光耦合器上放置电容器。 完全移除 C20。
    • 当您使用1k 电阻器时、Vref 的输入电流非常高。 通过将 R3替换为5k 电阻器来减小输入电流。
    • C10应为1uF、如下所示、见第26页的数据表。

    此致、

    王永平

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    Jonathan 先生、您好!

    我从电路中完全移除了 C20电容器、并使用5k 电阻器更改了 R3。

    这是电路输出的结果

    我还注意到 、在进行这些改进后 、变压器工作时会发出噪声、如下所示

    e2e.ti.com/.../20221005_5F00_101434.mp4  

    **不是:由于 PCB 来自中国的时间很晚,我们首先在实验室中仔细测试我们的电路。

    为了使该15V 输出电压稳定 为坚固的直流电压、您有哪些建议?

    提前感谢

    此致、

    Zaim。

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    您好、Zaim、

    乔纳森在接下来的几天里正在开会,所以我将为他作答。

    当稳压器切换时、其工作频率看起来接近于正确的频率。

    1) 1)发送一张图片、展示5uS/DIV 或10uS/DIV 时的栅极脉冲。  使用20MHz BW 限制。  如果您有光标、请使用光标测量频率。

    2) 2)发送图片、展示较长时基时的栅极脉冲、可能是50uS/DIV 或200uS/DIV。  稳压器是否会发送突发栅极脉冲?

    3) 3)发送显示 COMP 信号的图片。  使用偏移和低 V/DIV 以及足够长的时基来实现此目的、以便我们可以看到它是否在上下移动。

    4) 4)进行这些测量时、负载是多少?

    Eric

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    Eric 先生,您好,感谢您的回答。

    [引用 userid="490721" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1158493/uc3845-high-ripple-on-the-output-voltage/4357155 #4357155]1)发送一张图片,显示5us/DIV 或10us/DIV 时的栅极脉冲。  使用20MHz BW 限制。  如果您有光标、请使用光标测量频率。[/quot]

    [引用 userid="490721" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1158493/uc3845-high-ripple-on-the-output-voltage/4357155 #4357155"]2)发送一张图片,显示较长时基的栅极脉冲,可能是50us/DIV 或200us/DIV。  稳压器是否发送突发栅极脉冲?[/quot]

    [引用 userid="490721" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1158493/uc3845-high-ripple-on-the-output-voltage/4357155 #4357155]3)发送显示 COMP 信号的图片。  使用偏移和低 V/DIV 以及足够长的时基执行此操作、以便我们可以查看它是否在上下移动。[/报价]

    这里是电路的输出电压

      

    [引用 userid="490721" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1158493/uc3845-high-ripple-on-the-output-voltage/4357155 #4357155"] 4)进行这些测量时,负载是多少?

    我使用了电阻负载100Ω Ω  

    注**

      完成了 Jonathan 先生 的建议

    [引用 userid="5255100" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1158493/uc3845-high-ripple-on-the-output-voltage/4356416 #4356416"]不必 在光耦合器上放置电容器。 完全删除 C20。[/quot]

    变压器开始产生噪声、如 上面的视频所示。

    当我再次放置 C20电容器时、噪声消失了

    我还移除了 C13、C14和 C9并添加了2200uf 35V 电容器来代替这些电容器。

    ***

    此致、

    提前感谢。

    Zaim

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    您好、Zaim、

    您不需要电容器 C20。  它会减慢控制环路的速度、是导致您最初报告的问题的根本原因之一。

    您实施的控制方法有2个问题:

    1) 1) TL431周围使用的控制拓扑为 Type-I (仅限积分型)。  这没有中频增益、并且非常慢。  TI 强烈建议使用 Type-II 控制拓扑来为环路增加一些增益并具有良好的带宽(即速度)。

    2) FB 引脚接地、光耦合器单独尝试直接控制 COMP 引脚。  TI 建议连接误差放大器(FB 和 COMP 引脚)以形成反相放大器、并添加一个小电容器以在高频下添加滚降。

    当 COMP 上下摆动时、它会导致栅极脉冲突发。  突发频率是您从变压器中听到的频率。  在某些直流电压下、COMP 应相对稳定并且栅极脉冲不应长时间停止。   轻负载时、反激式转换器将跳过一些脉冲、但没有脉冲、时间也没有延长。

    COMP 从低电平到高电平摆动

    栅极脉冲突发

    COMP 不应像这样上下摆动(~0V 至3V)。  当 COMP 看起来如此时、它会导致 栅极脉冲突发。  从该波形中、我可以告诉栅极突发打开~2ms、然后关闭大约14ms。  这些突发的开/关频率为62.5Hz。  我想这是您从变压器听到的噪声。

    解决问题的最佳方法是使用 UC3845A 数据表中显示的 TI 推荐应用电路(请参阅下面的)。  请注意 TL431的设置方式(II 型)、光耦合器的偏置方式以及误差放大器的使用(FB 和 COMP 引脚)。  此外、UC3845A 还具有一个非常详细的设计过程、说明如何确定组件值。

    多年来、这种反激式配置已成功用于多种设计。

    此致、

    Eric

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    尊敬的 Eric 先生:

    感谢您的友好和宝贵支持,

    根据您的建议,我根据 数据表中的 TI 参考设计进行了新的设计,我通过使用您在上面提到的数据表中的所有公式进行了所有计算,并在下面的电路图中以红色给出了这些值。

    在实验练习中使用该电路后、我注意到该电路的输出在10V 和15V 之间波动、如下面的视频所示。

    e2e.ti.com/.../result.mp4

    您认为问题来自什么?

    注**我尝试从变压器上断开 dB 二极管,并直接为 Vcc 提供外部15V 直流电压,电路的输出非常好,干净15V,没有任何波动。

    此致、

    Zaim。  

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    我注意到您没有突出显示 VCC (CVCC2)上的120uF 电容器。  你那是吗?

    Eric

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    是的,上面的电路中显示了所有组件,

    我只强调了我使用上面数据表上的公式计算自己的组件。

    我使用了其他 未突出显示的组件及其建议值。  

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    如果您移除 DB 二极管并以15V 电压从外部电源驱动 VCC 引脚、那么一切都好吗?

    使用您的"范围"来比较信号(COMP、ISENSE、GATE、VREF...) 在 VCC 处使用辅助绕组为外壳提供15V 外部电源。

    Eric

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    最后一点、如果您使用 UC3845、则占空比限制为50%、您无需斜坡补偿。  如果是这种情况、则可以删除 RS1和 CS1。

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    尊敬的 Eric 先生:

    [引用 userid="490721" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1158493/uc3845-high-ripple-on-the-output-voltage/4363719 #4363719"]如果您移除 DB 二极管并在15V 电压下从外部电源驱动 VCC 引脚,则一切都正常?

    是的、如果不连接负载并在 VCC 引脚上提供外部15V 电压、我将获得干净的15VDC 输出。

    [引用 userid="490721" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1158493/uc3845-high-ripple-on-the-output-voltage/4363719 #4363719">使用您的'scope 比较信号(COMP、ISENSE、GATE、VREF...) 使用辅助绕组在 VCC 处为外壳提供15V 外部电源。[/引述]

    以下是我 通过连接 50Ω Ω 和1kΩ Ω 负载捕获的波形。

    秘书长的报告

    50Ω Δ I 负载

    秘书长的报告

    A. VCC 引脚的外部电源

     OUT 引脚 (在  MOSFET 栅极引脚上测量)

    2. VCC 引脚

    VREF 引脚

    4.比较器引脚

    5. FB 引脚

    6. ISENSE 引脚

    7. RT/CT 引脚

    8. SMPS 输出电压

    _________________________________________________________

    B.辅助绕组

     OUT  引脚 (在  MOSFET 栅极引脚上测量)

    2. VCC 引脚

    VREF 引脚

    4.比较器引脚

    5. FB 引脚

    6. ISENSE 引脚

    7. RT/CT 引脚

    8. SMPS 输出电压

    (小部分

    1KΩ Δ I 负载

    秘书长的报告

    辅助绕组

    OUT 引脚(在 MOSFET 栅极引脚上测量)

    2. VCC 引脚

    VREF 引脚

    4.比较器引脚

    5. FB 引脚

    6. ISENSE 引脚

    7. RT/CT 引脚

    8. SMPS 输出电压

    注:

    -使用的 IC 是 UC3842,如上面的设计所示。

    -当我使用50欧姆负载电阻时、我注意到输出电压相对稳定、纹波较小、

    另一方面,当我使用 大于100欧姆的负载电阻时,我注意到存在电压波动。

    您建议如何解决此问题并使输出电压稳定?

    非常感谢。

    此致、

    Zaim

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    您好、Zaim、

    如果您希望在 极轻负载下更好地工作、则必须减小2200uF 输出电容。  这种大输出电容可以长时间保持电压。  但是、VCC 引脚只有120uF、因此其电压衰减相对较快。

    它是 Vout 电容器和 VCC 电容器之间的平衡。  尝试在轻负载时使用220uF 的输出电容。  同时增大 VCC 电容器。

    反激式稳压器具有最小负载。  您需要决定该最小负载是多少。  显然、1k 过低。

    Eric

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    尊敬的 Eric 先生:

    我在输出端增加了另一个2200uF、使总电容为4400uF、此外、

    我尝试在输出端使用220uF、同时增加了 CVCC2电容器我使用了220uF。

    但在轻负载条件下的结果是相同的(我尝试了从100欧姆到1k 欧姆的扩散负载)。

    RCS 电阻应为0.5欧姆、但 IAM 使用0.470欧姆、  

    这是否会出现任何问题?

    [引用 userid="490721" URL"~/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1158493/uc3845-high-ripple-on-the-output-voltage/4365810 #4365810"]反激式稳压器具有最小负载。  您需要决定该最小负载是多少。  显然、1k 过低。[/报价]

    当使用1K 电阻器 时、它采用 A=15/1000=15mA。

    通常是如何 决定最小负载的?  

    该电路应提供15V 3A 的输出。

    为什么当我在 输出端增加90欧姆或更低的电阻负载时,输出电压在15V 时得到优化和稳定,而电压没有任何波动?  

    但是,当增加更高的电阻(大于100欧姆)时,输出会在10V 到15V 或5V 到15V 之间波动?

    反馈环路上是否存在任何问题?

    提前感谢。

    此致、  

    Zaim。

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    您好、Zaim、

    为什么要不断增大输出电容?  通常、如果开关正常运行、则可以通过增大输出电容来降低输出电压纹波。  在轻负载情况下、稳压器不能正常运行。  VCC 电压正在衰减、控制器会随着 VCC 的下降和上升而反复关闭、然后打开。  您发送的轻载图为每分段秒数!

    反激式器件可在大约10%负载至100%负载范围内运行。  在本例中、50欧姆相当于300mA (10%负载)。

    我建议您在输出端添加一个虚拟负载、例如75欧姆(3W)。  这将使其在"无负载"时进行调节。

    此致、

    Eric