反激开关电源电路用于各种小功率家电器件,随着电源器件的不断发展,开关电源电路相关产品也在更新,如流行的氮化镓充电器。因为课题组也在做氮化镓HEMT设备(更多的是芯片设计和工艺部分,电路部分=没有),所以我打算做一个类似的充电器试试,我想先依靠它Si MOS从管道反激开关电源电路开始!
作为一个本科专业啥啥都学啥啥都学不精通的电路小白,到了研究生阶段就开始了无人指导的自我摸索(人菜瘾也不是很大,主要是太菜了)。测试的过程可以说是心惊胆战,每次上电都要做一会心理建设,几乎每次电路都会炸,炸完跟自己说没事没事,我还有保险管和芯片。
言归正传,电路图借鉴下面博主的电路图,几乎没有变化
反激开关电源理论及原理分析_热情纠结的博客-CSDN博客_反激开关电源
第一步:了解整个电路的工作原理,并比较图中各设备的原理datasheet了解分立器件的工作原理;
第二步:列出设计参数,并根据所需的设计指标计算其他参数,设计指标如下:
1.交流电压输入范围:110-245AC;频率:50/60Hz;
2.开关频率:电源管理芯片采用CR6842,选定Rin为26K,稳定工作下开关频率为67KHz;
3.输出电压/电流:12V/2A;
4.电源效率:85%;
5.损失分配因素Z:0.5;
6.空载功率损耗:根据MOS管datasheet为1000mW;
7.输出纹波电压:Vripple ≤ 200mV
各参数的计算参考如下博主文档,电路测试后详细记录
精通反激开关电源设计的详细设计步骤_精通开关电源设计-硬件开发文档类资源-CSDN下载
第三步:立创EDA绘制原理图和PCB板图,打板购买器件;在此期间,使用每个小部分multism模拟运行,但效果不是很好,在探索易于使用和理论的电路模拟软件时;板和设备到达后焊接板。
这里还有一些问题:画板时使用立创EDA现有电源变压器PCB库,我计算了变压器的匝数比、电感值、线径和骨架型号,但忘记了骨架的大小和创建EDA不同尺寸的变压器需要通过孔板连接在一起,实际电路连接如下:
第四步:实验室没有可调交流源,直接连接市电(非常非常危险,上电瞬间可能会爆炸电容、电阻、保险管,上电瞬间不要靠近电路板)
二、测试
1.测试条件:220V市电
2.测试记录:
检查电路中是否有短路和断路。
(1)TEST1.调整滑动变阻器LTL431 ref端电阻和地之间电阻为2.7kΩ以达到2.5V参考电压,上电,R20压敏电阻10D271K爆炸,同时保险管开裂,原因10D271K的耐压只有175V,零线火线瞬间短接。我当时不知道该怎么想,所以我检查了原电路中所有电阻和电容器的耐压值,其他电阻为300V AC以上。重新买了10D821K(耐压820V),但是我觉得没有压敏电阻也可以,市电一般比较稳定,等10D821K继续测试过程;
(2)TEST2:更换新的压敏电阻和保险管,上电,板上LED灯不亮(通过LED灯的亮度反映了输出电压的大小),猜测哪里有断路,想摸摸是否有发热,遇到MOS管附近被电了一会儿,有点害怕不敢测试,正好因为复试教研室封楼,搁置了一周。
(3)TEST3:解封当晚,重新测量电路是否有断路或短路,发现电路连接正常,发现电路连接约4、5秒LED灯亮了,但明暗交替变化,输出电压为6-14V变化,这不再叫纹波,这叫电路工作异常。断电后LED灯还亮着,大约半分钟后熄灭,有点开心,至少有点反应,计划第二天早上再次测试。放在试验台上放电。
(4)TEST4:直接上电测试,结果LED灯又不亮了。天老爷,为什么????冷静下来后,我想了想。也许有些接触不良?因为之前测量过短路断路,所以只能想到变压器刚开始连接的几根线可能不是很牢固,所以换了比较粗的线(但是测试的时候会不停的移动,内部的铜线会断,万用表遇到铜线的时候会有小火花,大电压就是大火花。毕竟不是万全之策,只能等到重新打板)。LED灯亮了,我以为我的电路板终于进入了正式的测试阶段。
a)万用表电压AC档:测试输入交流电压:231V AC,未测频率(不记得了);测试整流桥输入端:230V AC左右;变压器原绕组两侧电压、辅助绕组两侧电压、辅助绕组两侧电压几乎无法测量。后来,原因分析:工作频率为67KHz,超出万用表的检测频率范围(这个原因会有一点电压吗??);测量MOS管VGS、VDS电压:此时LED灯灭了,未知原因。
b)万用表电压DC档:测试滤波电容器两端电压:317V(无示波器测波型);测量更多数据还有时间LED灯就灭了。
断电检测电路是否有断路/短路,上电检测上述特,发现MOS管VGS为0,电源管理芯片CR6842脚3 VIN、脚7 VDD电压为0,电路原理又和哥哥盘了一遍,发现电路根本没有启动。CR6842问题。断电,第二天测试。
(5)TEST5:把CR6842引脚测试发现上述脚确实与脚1相匹配 GND短接了,,还是不行,再把TEST4的过程又过去了,什么都没测出来。反正不亮。滤波电路之前的数据是正确的。我想知道是不是上次MOS管子被击穿了?我觉得不应该这么脆弱。datasheet,把MOS拆下管道是正常的MOS管比较(老难拆)。很奇怪,MOS断电后,管道接入电路,VDS小电压:0.048V,查看datasheet,VGS=0,漏电流IDS=0.5uA,这么算下来MOS管关断时Roff=96kΩ也合理。但是把MOS管道从电路中拆下后,VGS=VDS=0,新的MOS不管怎样,我找不到原因!!!已经开始摆烂了,算了MOS既然管子好,再装上吧,怪贵。
(断电测试反馈电路R18、R19接入电路中的电阻发生变化,电阻值与额定值相同。为什么这么奇怪?因为有可变电阻R21吗?把R21拆下来,R19另一端用飞线直接接地,R18、R19电阻仍然在变化,是因为LT431参考端REF的原因?)
可以直接上电测试!!!不可思议,我的MOS管道真的没有虚焊。我检查了很多次前后测试。太不舒服了!!!再也没发生过!
(6)TEST六、示波器测试VGS,直接用示波器测试线正极芯片CR6842 8脚 GATE,地线接MOS管source端,上电瞬间,MOS管源端电阻R11 0.3Ω电阻炸黑,保险管裂开,CR6842 脚2 FB和脚7 VDD以及脚1 GND芯片击穿直接短路。
参考以下博客:示波器不能直接在有火线和零线的电路中!!!需要隔离才能接入!
示波器测试市电路意外炸机_硬件大熊的博客-CSDN博客
(7)TEST7:更换保险管,只剩下一个CR6842、电阻R11.在反馈电路中调整了反馈电路R18、R可变电阻器重新加入19电阻值(原理图调整后)R21.直接上电,瞬间上电R11再次炸黑()。
最后一个芯片消失了,我不得不再次购买电源管理芯片。我的使用方法错了,还是这个芯片不好?等待下一阶段的测试。
总结
在测试过程中,会有大大小小的测试问题,以上可能是一种经验!操作相对粗糙,我希望你能给出建议和指导!!谢谢!