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從維修說反激式開關(guān)電源波形

 婧妹子 2017-08-04

一個開關(guān)電源損壞,經(jīng)查發(fā)現(xiàn)尖峰吸收電路,箝位二極管擊穿,反向二極管炸毀,開關(guān)管損壞。更換損壞器件,開關(guān)電源開始工作,試機半小時后,變壓器嘯叫,箝位二極管冒煙。上示波器后測的Vds波形。





從波形上看大致可以知道D22為什么會損壞,因為Vin和Vds的壓差大于350V,TVS開始工作這種情況時間一長,TVS就被損壞,最后導(dǎo)致反向二極管的擊穿,最后連累了開關(guān)管。


先解釋一下Vor,Vor叫做反射電壓,是當(dāng)開關(guān)管斷開后,次級輸出電壓Vout*N1/N2,折射到初級的電壓和輸入電壓的方向一致兩者相加,開關(guān)管的耐壓必須大于這個值,不然就會被擊穿。


那么為什么會產(chǎn)生高的Vor呢?從公式可以看到Vor和變壓器的匝比和輸出電壓有關(guān),匝比已經(jīng)固定問題一定是在Vout上。Vout當(dāng)然和占空比有關(guān),Vin*Ton=Vout*Toff 開關(guān)電源的基礎(chǔ)伏秒平衡,當(dāng)然我們還不能忽略一個問題就是輸出負(fù)載,如果負(fù)載發(fā)生短路,輸出電流增大同樣也會導(dǎo)致輸出電壓增大,Io=Vout*Toff/Ls,Ls是次級的感量。


但是我的問題是上電正常,半小時后發(fā)生異常,負(fù)載突變情況不大,可能是穩(wěn)壓環(huán)節(jié)出問題了。


最終發(fā)現(xiàn)是采樣環(huán)節(jié)有個電阻虛焊導(dǎo)致。重焊后試機4小時無異常

最后說說為什么開關(guān)管在關(guān)斷后會出現(xiàn)一段震蕩,這是因為開關(guān)電源工作在DCM模式下,即是把開關(guān)變壓器在開關(guān)管導(dǎo)通時候存儲的能量全部放光。我們看到開關(guān)管關(guān)斷后有一個小的平臺那個時候是變壓器次級在把初級的能量釋放。一般理想的情況下,如果能量釋放完畢后,Vds電壓應(yīng)該等于Vin,因為初級電感沒有電流,次級電感也沒有電流,電感沒有自感電壓,但是由于開關(guān)管有輸出電容。最終就變成了輸入電源串聯(lián)電感和電容,而且電容上的電壓是Vin+Vor,電容就開始給電感充電,最后形成阻尼震蕩。如果是工作在CCM模式下,次級電流不為零,初級電感的電壓就會被鎖定在Vor,Vds的電壓就是Vin+Vor這個平臺。





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