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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
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。
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
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]这里是电路的输出电压
我使用了电阻负载100Ω Ω
注**
完成了 Jonathan 先生 的建议
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
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
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。
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。
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。
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
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
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。
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