反激電源管理芯片開機影響因素及改善措施

　　關於反激電源開機，著重分析SSR與PSR電源管理芯片的啟動控製方式對開機延時時間、上升時間、輸出電壓過衝等開機指標的具體影響及改善措施。

　　

　　開機指標定義：　　

　　開機延時時間Td：從輸入電壓Vac(t)接入到輸出電壓Vo建立所需要的時間，開機延時時間一般需要小於3秒。　　

　　輸出電壓上升時間Tr：輸出電壓從10%上升到90%所需的時間。　　

　　輸出電壓過衝： (Vomax-Vo)/Vo，需要小於10%限製。

　　

　　開機延時時間與芯片啟動方式：　　

　　芯片啟動方式包括高壓啟動、橋前電阻啟動、橋後電阻啟動三種， 其決定了開機延時時間，並影響待機功率，對比如下表所示。
 

　　

　　上升時間及過衝與芯片控製方式： 

 

　　芯片控製方式通常包括CV控製、CC+CV控製，輸出電壓上升時間及過衝在不同控製方式下表現迥異。

　　

　　CV控製：SSR架構一般采用CV控製，簡化圖如下，可見電壓環誤差量經PI調節後為原邊開關管電流提供峰值電流參考Ipref 。
 

　　

　　在啟機瞬態時，由於Vo尚未建立， 誤差量最大， 若不限製(軟啟動) Ipref  達最大值，可視為最大功率啟動。因而CV控製對開機指標的影響：上升時間最短，輸出電壓過衝受開環傳遞函數穿越頻率限製。

　　

　　改善措施：為減小開機應力，控製芯片會加入幾ms軟啟動，在軟啟動時間內 Ipref 不受電壓環誤差影響，分多個台階逐步上升，導通時間緩慢增加：

　　

　　（其中LP 為變壓器初級感量，Vg 為整流後電壓）

　　

　　CC+CV控製：PSR架構一般采用CC+CV控製。如下圖所示，在啟機階段，輸出電壓尚未達到設定值時，誤差量較大，因此CC環起作用，當輸出電壓達到設定值後，CV環接管。
 

　　

　　可見CC+CV控製啟動階段等價為恒流源 Io 對輸出電容Co 及負載Ro 充電：

　　

　　因而CC+CV控製對開機指標的影響：上升時間長，輸出電壓無過衝。

　　

　　改善措施：為縮短上升時間，芯朋微第四代PSR產品(如PN8395係列)在輸出電壓建立之前以最大功率啟動，從而將上升時間壓縮在數十ms以內，解決了傳統PSR控製的不足：功率越大，上升時間越長。