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網(wǎng)友分享：從4大方面制作RCD恒流單正激過程

發(fā)布時間：2015-05-19 責(zé)任編輯：sherry

【導(dǎo)讀】本文分享的是一位網(wǎng)友自己制作UC3845的RCD恒流單正激的過程。主要從輔助繞組選取，如何復(fù)位，變壓器要不要加氣息，C384x和電流模式的誤區(qū)，斜率補(bǔ)償補(bǔ)償?shù)氖鞘裁?？為什么要斜率補(bǔ)償？什么時候需要補(bǔ)償？來為大家講解！
最近又個朋友要點(diǎn)1個150W的短弧氙燈，基本的要求就是恒流，還有空載的電壓盡量高?？紤]到功率比較大，反激電路可能吃不消，體積也會大，于是選擇了單管正激。
 
電路上只考慮電流環(huán)即可！電壓是開環(huán)的，因此空載電壓等于輸入電壓除以匝數(shù)比，并且和占空比無關(guān)，算上漏感尖峰影響，實(shí)際測量輸入234VAC輸出空載100V直流，很準(zhǔn)的100V因?yàn)槿似泛霉?/div>
 
這電壓完全滿足氙燈觸發(fā)的需求。
 
為了保證市電高時電容電壓的安全 選擇了160V的電容 這樣電壓有富余，頻率折中選擇了50KHz 開關(guān)損耗不太大 磁芯也不用很大就能出功率。初級圈數(shù)多，磁通密度偏移小。設(shè)計比較保守。
電路圖
上面是最終的電路圖 參數(shù)精確 有問號的元件實(shí)際沒有安裝
 
乍一看 這個電路似乎沒有什么特別的地方 但是 細(xì)節(jié)決定了整個制作的成敗 下面對設(shè)計和制作時的疑問問題和解決方法進(jìn)行討論
 
1、輔助繞組采用正激還是反激的形式呢（估計很多人問這個）
 
輔助繞組采用正激時 一般都用峰值整流 這樣占空比只要大于0 輔助電源電壓就一直和前級的直流高壓成匝數(shù)比的關(guān)系。
 
輔助繞組采用反激時 電壓變化隨占空比和負(fù)載變化很大 有可能出現(xiàn)不啟動的問題。
 
鑒于這里輸入電壓為180-260V 輔助電壓變化就在13-20V IC和MOS都是可以接受的 實(shí)際結(jié)果也比較符合 但是比預(yù)計的還高一點(diǎn) 雖然也隨負(fù)載變動而變化 但是變化很小 基本不影響爭產(chǎn)工作。
 
PS: 如果采用了帶APFC的方案 就強(qiáng)烈推薦正激輔助供電 電壓應(yīng)該會更穩(wěn)定。
 
2、如何復(fù)位
 
正激的變壓器沒復(fù)位能力 需要被動的進(jìn)行復(fù)位才能正常工作，常見的方案有復(fù)位繞組復(fù)位、RCD復(fù)位、LCD復(fù)位、有源鉗位復(fù)位、諧振復(fù)位。
 
復(fù)位繞組復(fù)位會增加變壓器的復(fù)雜性 而且對變壓器的耐壓提出了更高的要求 并且占空比不能大于50。
 
RCD復(fù)位比較簡單 占空比還可以大于50 開關(guān)管電壓應(yīng)力也比較低 但是所有的勵磁能量和漏感能量都被電阻消耗了 效率會差一點(diǎn)。
 
LCD復(fù)位比RCD稍微好 能做到基本無損吸收 把能量返回高壓電容 但是介紹的文章比較少 沒能深入了解。
 
有源鉗位需要專門的IC 雖然能做到最高效率 占空比也能比50大 但是增加了成本和復(fù)雜性。
 
諧振復(fù)位增加了開關(guān)管的電壓或者電流應(yīng)力不考慮。
 
綜合最終選擇了RCD復(fù)位 但是占空比也沒有設(shè)計大于50
 
3、變壓器要不要加氣息
 
正激變壓器理論上不需要儲能的 所以理論上不需要?dú)庀ⅰ?/div>
剛開始的時候沒有氣息開環(huán)測試 開機(jī)時磁芯有吸合聲 但是加了300W負(fù)載運(yùn)行很好 沒有任何聲音，然后悲劇從閉環(huán)開始了 閉環(huán)后發(fā)現(xiàn)是能恒流而且精度也夠 但是變壓器在叫還發(fā)熱，用示波器看波形發(fā)現(xiàn)是在斷續(xù)工作 于是想到了反饋環(huán)的問題（參見后面的問題4和5） 修復(fù)之后占空比連續(xù)了 但是依然存在抖動的情況 變壓器還是發(fā)熱出聲。
 
這時窩想到了變壓器飽和了，看了取樣電阻上的波形更加確定了自己的觀點(diǎn) 雜亂的波形中依稀可以看到某些周期后面繞組電流急劇上升 分明是飽和的跡象。
 
于是 根據(jù)之前的經(jīng)驗(yàn)和直覺 我撕了塊紙 測有0.08mm厚 給磁芯左右各墊1個 加了個氣息 同時把C109從電解
400V4.7uF換成圖上的CBB400V0.1uF 結(jié)果果斷不叫了 變壓器賊熱的問題也解決了。
 
后來猜測 窩變壓器初級有46mH電感 導(dǎo)致復(fù)位電流太小 加氣息能降低初級電感 還能減少剩磁 雖然復(fù)位電阻比原來還熱了點(diǎn) 但是變壓器能可靠工作是重點(diǎn)！
 
可見 增加氣息對提高變壓器的抗飽和能力有積極影響
[page]
4、UC384x和電流模式的誤區(qū)
 
UC384x的第三腳是電流反饋腳 大家都知道能實(shí)現(xiàn)電流反饋來進(jìn)行保護(hù) 實(shí)際上這個腳還擔(dān)當(dāng)著更重要的作用 那就是PWM調(diào)制 其作用類似電壓模式PWM里來自振蕩器的鋸齒波 而這一點(diǎn)被許多人忽略。
 
常?？吹接腥藛枮樯禪C384x的3腳接地后占空比一直為最大 1和2腳完全不能控制占空比 現(xiàn)在應(yīng)該可以理解了 3腳接地后 1和2腳控制的誤差放大器的輸出永遠(yuǎn)大于3腳的電壓 也就不會有縮小占空比的機(jī)會了。
 
因此 UC384x第3腳的波形關(guān)系到整個電源能否正常工作。
 
有關(guān)電流模式的理論 一兩句話說不完 請各位自行查看香瓜文獻(xiàn)。
 
5、斜率補(bǔ)償補(bǔ)償?shù)氖鞘裁?？為什么要斜率補(bǔ)償？什么時候需要補(bǔ)償？
 
這個估計很多像窩一樣的初學(xué)者都聽說過 就是3-4腳之間的電容的作用 但是對這個名詞一知半解。
 
斜率補(bǔ)償補(bǔ)償補(bǔ)償?shù)氖荱C384x第3腳的電壓變化斜率。
 
為什么要補(bǔ)償？什么時候需要補(bǔ)償？
 
當(dāng)3腳斜率發(fā)生不足時就需要補(bǔ)償 因?yàn)?腳斜率太小會發(fā)生反饋電壓稍微變動就作出非常大的調(diào)整導(dǎo)致了抽風(fēng)。
 
通常DCM的反激是不需要補(bǔ)償?shù)?因?yàn)?腳的電壓斜率和初級電流斜率是正比的 應(yīng)該是比較大的。
 
CCM的反激和正激（單/雙都算）甚至是CCM的Boost就需要了 因?yàn)樵诠茏訉?dǎo)通時電流初級電流變化小（雖然成因不一樣 但是表現(xiàn)形式類似）導(dǎo)致3腳變化斜率小就容易抽風(fēng) 這時就需要斜率補(bǔ)償了。
 
對于正激 斜率補(bǔ)償是必須的！
 
窩之前提到的的打嗝到爆就是沒進(jìn)行斜率補(bǔ)償引起的！
 
最終的作品是這樣的 沒有做PCB 當(dāng)然日后還會定型到PCB上咯！
電路圖
雖然看著坑爹 但是基本布線原則還是遵守的 比如接地處理的就很好。
 
電感夸張了 是因?yàn)槭诸^正好有這個于是就拿來用了。
 
后話： 這個電源參數(shù)稍微改變就可以變身恒流限壓大功率電池充電器 LED驅(qū)動電源等。復(fù)位部分的電阻發(fā)熱還是挺大的 如果能弄到散熱片上就最好了。
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