經典案例標準范例

瑞谷科技(深圳)有限公司制定單位：研發(fā)中心擬制人：周召福技術文件LVTB15S4812模塊短路功耗較大問題的報告修訂日期：2008-4-2頁數：第1頁共6頁擬制部門文檔編號共6頁密級研發(fā)中心內部公開模塊短路功耗較大問題的分析報告產品型號：LVTB15S4812擬制：周召福日期：2008-4-2審核：鄧兵日期：2008-4-2批準：李衛(wèi)東日期：2008-4-3階段分類□市場類□客戶認證類□生產類□中試問題類□研發(fā)問題類技術分類□工藝問題類□器件問題類□電路設計類□工裝問題類專家評分1100評語：專家評分2100評語：專家評分3100評語：得分100分是否涉及升級規(guī)范□是□否升級規(guī)范責任人□定制袁鑫□模塊鄧兵一：問題描述；模塊在輸出帶大容性負載（1000UF）時，短路功耗如下：１，輸入36V，短路功耗為：P功耗=0.22A×36V=7.92w；２，輸入48V，短路功耗為：P功耗=0.22A×48V=10.56w；３，輸入75V，短路功耗為：P功耗=0.22A×75V=16.5w；二：問題定位；從問題描述中可以看到在輸出短路時電路功耗是很大的。而為什么功耗有這么大，現(xiàn)做以下分析：過流保護分析此電路采用的是峰值電流保護方式，所以在輸出短路時2843的6腳還有較小占空比的PWM輸出，此為功耗大原因之一。原邊輔助電源分析如圖1所示，我做了以下實驗：將R26（標記2）去掉，及去掉輔助繞組。開機啟動能夠正常工作（帶1000UF容性負載）。從以上實驗可知道模塊在正常工作情況下，即使沒有輔助繞組也可以正常工作，所以在輸出短路時輔助啟動電路還是可以通過圖1中標記1處的電路提供2843的VCC，所以電路的功耗會很大。此為原因之二。圖1三：解決方案由于電路的過流保護方式已定，我們只能在輔助電源處尋求解決的方法。方案一：由于圖1標記１處電路的電流足夠大以至于在短路時還可以提供足夠大電流的ＶＣＣ，實驗想法減小圖1標記１處電路的電流及加大R27（標記3），實驗證明R27加大到820歐姆的時候電路在不要輔助繞組的情況下還能夠正常啟動，再當加大到1K的時在不要輔助繞組的時候不能正常啟動，說明標記１處電路的電流已經足夠小了；但在此時加上輔助繞組之后電路也不能正常啟動，波形如圖2所示。由圖2可以看出VCC在輸出和輔助繞組電壓建立起來之前提前掉下去了。解決的方法就是要求圖1中C2（標記1）的電壓保持一個較長的時間（注1），及圖1中C2（標記1）電壓保持時間T大于輸出電壓的建立及輔助繞組電壓的建立時間TR。然后由輔助繞組提供VCC給7腳，電源才會正常工作起來。電容的電量公式Q=I×T=⊿U×C；由此可以看出加大電容Ｃ可以將時間T延長。實驗證明只有當電容加大到采用3個100UF/16V的鉭電容時模塊才能夠正常啟動工作（帶1000UF容性負載），這樣不僅成本增加了而且在此處根本放不下封裝為D的三個鉭電容。處于成本和電路版面面積有限的考慮此方案不可取。圖2方案二：用RC啟動電路代替三極管啟動電路，可以節(jié)省很多版面面積。更改后的電路如圖3所示：圖3同樣RC啟動在電路的啟動過程中需要C上的電壓保持時間T大于輸出電壓的建立及輔助繞組電壓的建立時間TR，然后由輔助繞組提供VCC給7腳，電源才會正常工作起來。由電容的電量公式Q=I×T=⊿U×C；看出解決的方法有兩種一是加大電容C，二是加大⊿U。（一），加大電容C；實驗證明只有當電容加大到采用3個100UF/16V的鉭電容時模塊才能夠正常啟動工作（帶1000UF容性負載），及是說在此時刻T＞TR。。此時短路功耗在輸入高低壓時都非常小（輸入電源基本沒有電流顯示）能夠達到客戶要求。其開機啟動波形如圖4所示。圖4顯然加大電容后成本會有很大提高，并且模塊版面有限能否有面積放下三個鉭電容有待考慮，所以此方案有待確認！（二），加大⊿U，用3842替代2843表1如表1所示3842的典型啟動電壓為16V，截止電壓為10V，⊿U1=6V；而2843的典型啟動電壓為8.4V，截止電壓為7.6V，⊿U2=0.8V；顯然⊿U1﹥⊿U2并且⊿U1=7.5⊿U2，由電量公式Q=I×T=⊿U×C可知電容C可以減小7.5倍。這樣可以節(jié)約較大的成本而且版面有足夠的空間。但由圖5的變壓器設計示意圖和表2的變壓器的電氣參數表發(fā)現(xiàn)；由表2中紅色部分知道輔助繞組與輸入繞組的匝比為8比9；現(xiàn)輸出電壓為12V，通過計算輔助電源電壓為10.6再減去一個二極管的壓降此時VCC就達到了3842的截止電壓。所以此方法需要對變壓器的輔助繞組匝數進行調整。圖5NO.名稱測量端測量值測試條件測試儀器1電感量漏感量L3-4Lk3-435uH±5%f=100KHzVos=1V1061LCZ2≤1H100KHz1VPIN1-2，5-8短路3匝比N1:N2:N320:8:920KHz1V4直流電阻3-4≤250mΩ在25℃時測量CH5025絕緣電阻N1,N2對N3＞100M500VDCCS2676C6抗電強度N1,N2對N31500VDC1mA、1minCJ2671繞組對磁芯500VDC1mA、1minCJ2671表2四：結論要想將LVTB15S4812的短路功耗降低，可行的解決方案只能采取方案二的兩種方法:如果采用第一種方法，優(yōu)點：不需要改動變壓器，周期短。缺點：需要三個100UF/16V封裝為D的鉭電容，這樣成本比較高，版面空間可能會不夠；同時用RC啟動之后功耗較大，效率會降低。如果采用第二種方法，優(yōu)點：電容的容值可以減小7.5倍，可以降低很大成本，版面也有足夠空間。缺點：需要改動變壓器，周期長了，同時換用3842的方案由于啟動電壓高了，功耗也會較大，效率會降低。方案二的兩種