生活當(dāng)中我們經(jīng)常會(huì)遇到電源壞掉的問題,比如手機(jī)適配器、PC電源以及一些小家電的電源。當(dāng)我們遇到這些問題時(shí)總是感嘆電源的不可靠,那么我們?cè)鯓硬拍茉O(shè)計(jì)出穩(wěn)定可靠電源呢?下面就讓我們一起來(lái)總結(jié)一下那些影響電源可靠性的因素。
1、電壓應(yīng)力
電源電壓應(yīng)力是保證電源可靠性的一個(gè)重要指標(biāo)。在電源中有許多器件都有規(guī)定最大耐壓值,比如:場(chǎng)效應(yīng)管的Vds和Vgs、二極管的反向耐壓、IC的最大VCC電壓以及輸入輸出電容的最大耐壓。所以我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮到器件要承受的最大電壓。再根據(jù)電壓選擇適當(dāng)器件,最后再進(jìn)行實(shí)際測(cè)試加以驗(yàn)證。但在測(cè)試時(shí)我們必須測(cè)試電源所有工作狀態(tài)的電壓應(yīng)力,以確保在最惡劣的工作狀態(tài)下也能留出約10%的安全裕量。
2、電流應(yīng)力
電源電流應(yīng)力往往與熱應(yīng)力密切相關(guān),比如二極管SK54最大平均電流為5A,但是它是在滿足熱應(yīng)力降額前提下的極限參數(shù)。所以我們選擇器件時(shí)必須要同時(shí)滿足器件的電流應(yīng)力與熱應(yīng)力;在滿足器件熱應(yīng)力的前提下,選擇合適額定電流值的器件方可保證電源可靠性要求。
3、反饋環(huán)路
反饋環(huán)路是電源的重要組成部分,我們?cè)O(shè)計(jì)電源時(shí)必須要保證反饋環(huán)路的穩(wěn)定。所以我們?cè)O(shè)計(jì)環(huán)路參數(shù)時(shí)需要保持一定裕度;比如增益裕度一般保持在20db左右,相位裕度保持在45度左右,穿越頻率一般設(shè)置在開關(guān)頻率的1/6。再實(shí)際測(cè)試加以驗(yàn)證環(huán)路的穩(wěn)定性。
4、磁性元件的磁飽和
我們?cè)谠O(shè)計(jì)反激變壓器以及一些儲(chǔ)能電感時(shí),設(shè)定最大磁通量Bm尤為關(guān)鍵。由于電源起機(jī)和短路保護(hù)時(shí)最大磁通量Bm大于穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的Bm,所以我設(shè)定變壓器的Bm時(shí)需要預(yù)留足夠的裕度。如圖 1所示,磁芯溫度為100℃曲線可知Bm=0.35T時(shí)磁芯接近飽和,所以出于對(duì)電源起機(jī)、輸出過(guò)流和短路等極限情況考慮,鐵氧體P4材質(zhì)的變壓器的穩(wěn)態(tài)Bm一般小于0.25T。
5、PWM的死區(qū)時(shí)間
對(duì)于半橋、全橋和LLC諧振等一些H橋或半H橋的拓?fù)潆娫?,PWM的死區(qū)時(shí)間設(shè)定對(duì)電源可靠性至關(guān)重要。實(shí)際上設(shè)定死區(qū)時(shí)間實(shí)則為了避免上、下管直通從而導(dǎo)致電源炸機(jī),也就是說(shuō)設(shè)定一段上、下管同時(shí)關(guān)斷的時(shí)間,在上管關(guān)斷后延遲一段時(shí)間再導(dǎo)通下管或在下管關(guān)斷后延遲一段時(shí)間再導(dǎo)通上管,如圖 2所示td即為死區(qū)時(shí)間。