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PI工程師:求問可調電源設計

我現在想做一個5V*4.8A-24V*1A輸出的可調壓穩壓電源,功率24W,想用TOP243/244做,但是不知道我這個電源的設計應該按5V時設計變壓器,還是24V時設計計算變壓器.
另外,我現在的思路是用TL431設計反饋電路,用調整TL431”上分壓電阻值”的大小,實現對TOP芯片占空比的控制,以此調整輸出電壓大小,實現調壓,不知可行不可行?擔心的問題是,這樣做是不是會產生反饋控制環路的不穩定,以致出現輸出電壓振蕩.
還有就是我能實現恒功率輸出嗎?
現在關鍵對怎樣實現可調壓設計很迷茫,請給推薦一本書或者PI公司有沒有關于這方面的介紹資料.
謝謝啦!
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nanonan
LV.2
2
2008-04-20 16:37
怎么沒人頂?PI工程師沒有看到嗎?

自己先頂一下.

或者哪位高手曾經做過,也請不吝賜教,謝謝!
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2008-04-20 19:26
@nanonan
怎么沒人頂?PI工程師沒有看到嗎?自己先頂一下.或者哪位高手曾經做過,也請不吝賜教,謝謝!
按 24V設計,可以通過調節TL431的分壓電阻實現.
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nanonan
LV.2
4
2008-04-20 23:46
@powerint_dpa
按24V設計,可以通過調節TL431的分壓電阻實現.
謝謝啦!

但我還有疑問:
我查了一下論壇上的帖子,發現“powerint-cec”曾經給一個使用TOP249Y做可調電源的詢問者的一個特別指出,做可調電源時,供電繞組用正激,而不是反激.另外還有個帖子,帖主“不菜”使用TOP做了一個可調電源,也特別指出,給光耦供電的繞組用正激.是非得做成正激呢還是反激正激都可以呢?做成正激是什么道理呢?對控制環路的影響是怎樣的?

我想對TOP的反激設計電路進行控制環路的詳細分析學習,正在拜讀powerint-cec的精華帖,但我好像覺得帖子上有時只是給出了公式,并沒有給出為什么是這樣的,而且沒有參考文獻也沒說.所以想請您給介紹一個分析TOP反激電路控制環路的書,中文、英文都可以,講得詳細就好,拜托務必推薦.

明天先用PIExpert設計一下.

謝謝!
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nanonan
LV.2
5
2008-04-21 23:46
@powerint_dpa
按24V設計,可以通過調節TL431的分壓電阻實現.
PI工程師,我今天照著AN32手算了一半,同時參照了PIExpert的結果.
我對這個可調電源有了初步的設計認識并疑問,您給看看:
1.可調電源應該設計成固定電壓輸入的,而不應該設計成寬范圍輸入的,因為我要能最大范圍內調整占空比,才能大范圍調整輸出電壓.
2.選擇磁芯時,有“三層絕緣線”和“使用安全邊距結構”之分,請問什么是安全邊距?
3.我覺得應該選用P封裝的TOP-GX芯片,這樣只有一個M引腳需要處理.但是我若將M引腳設置成欠壓過壓和線電壓前饋的線電壓檢測模式,是不是會對我的占空比有影響?因為DMAX在線電壓100V時是78%,在線電壓是375V時是38%,而我若應用在市電220V時,DMAX豈不是達不到78%,從而導致我的占空比調節范圍小.我應該將M引腳禁用,是這樣嗎?
另外,我上個帖子您沒給回,請您再抽時間解答一下.
謝謝!
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2008-04-22 08:54
@nanonan
PI工程師,我今天照著AN32手算了一半,同時參照了PIExpert的結果.我對這個可調電源有了初步的設計認識并疑問,您給看看:1.可調電源應該設計成固定電壓輸入的,而不應該設計成寬范圍輸入的,因為我要能最大范圍內調整占空比,才能大范圍調整輸出電壓.2.選擇磁芯時,有“三層絕緣線”和“使用安全邊距結構”之分,請問什么是安全邊距?3.我覺得應該選用P封裝的TOP-GX芯片,這樣只有一個M引腳需要處理.但是我若將M引腳設置成欠壓過壓和線電壓前饋的線電壓檢測模式,是不是會對我的占空比有影響?因為DMAX在線電壓100V時是78%,在線電壓是375V時是38%,而我若應用在市電220V時,DMAX豈不是達不到78%,從而導致我的占空比調節范圍小.我應該將M引腳禁用,是這樣嗎?另外,我上個帖子您沒給回,請您再抽時間解答一下.謝謝!
你的問題這么多,很難簡單囬答清楚;
1.髖輸入範圍也可以
2.建議你採用三重絕緣腺
3.可以將M踋作為輸入過欠壓功能來使用,不需考慮Dmax

供電繞組需要做成正激
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nanonan
LV.2
7
2008-04-23 11:44
@powerint_dpa
你的問題這么多,很難簡單囬答清楚;1.髖輸入範圍也可以2.建議你採用三重絕緣腺3.可以將M踋作為輸入過欠壓功能來使用,不需考慮Dmax供電繞組需要做成正激
昨天瞎忙了一天,沒什么喜人進展......

您的回帖對我的設計指好了方向,但是我還想知道為什么這么做,
所以請您務必推薦我一些資料,特別關于控制環路的,無論英文中文,只要能跟TOP的反激設計電路對應就好,這樣我自己就能學一學了.

下午根據您的建議設計一下,希望在您的幫助下盡快設計出來.
謝謝呀!
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2008-04-25 09:07
@nanonan
昨天瞎忙了一天,沒什么喜人進展......您的回帖對我的設計指好了方向,但是我還想知道為什么這么做,所以請您務必推薦我一些資料,特別關于控制環路的,無論英文中文,只要能跟TOP的反激設計電路對應就好,這樣我自己就能學一學了.下午根據您的建議設計一下,希望在您的幫助下盡快設計出來.謝謝呀!
關于環路分析,需要些基本的自動控制理論, 最直接的就是 nyquist 穩定判據;另需將 power這部分線性話,目前流行的是 狀態空間平均法; 我貼出幾篇這樣的文章,你看看吧

Understanding Buck Power Stages In Switchmode Power Supplies
Understanding Buck-Boost Power Stages in Switchmode Power Supplies
Understanding Boost Power Stages In Switchmode Power Supplies
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nanonan
LV.2
9
2008-04-25 20:14
@powerint_dpa
關于環路分析,需要些基本的自動控制理論,最直接的就是nyquist穩定判據;另需將power這部分線性話,目前流行的是狀態空間平均法;我貼出幾篇這樣的文章,你看看吧UnderstandingBuckPowerStagesInSwitchmodePowerSuppliesUnderstandingBuck-BoostPowerStagesinSwitchmodePowerSuppliesUnderstandingBoostPowerStagesInSwitchmodePowerSupplies
謝謝給我資料啊.
粗略看了一下buck-boost的資料,發現里頭講到了反激式的,打算重點學習.
哈,還得加把勁兒啊.
正在弄,爭取周日貼圖出來.
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nanonan
LV.2
10
2008-04-27 18:28
@powerint_dpa
關于環路分析,需要些基本的自動控制理論,最直接的就是nyquist穩定判據;另需將power這部分線性話,目前流行的是狀態空間平均法;我貼出幾篇這樣的文章,你看看吧UnderstandingBuckPowerStagesInSwitchmodePowerSuppliesUnderstandingBuck-BoostPowerStagesinSwitchmodePowerSuppliesUnderstandingBoostPowerStagesInSwitchmodePowerSupplies
dpa工程師你好.

我的設計指標做了一些調整,設計成3V*4A--15V*0.8A的3V-15V可連續調節的寬范圍輸入式電源.

我根據15V*0.8A進行了PI Expert設計,得到了各個器件的數值,我畫了一下兒電路圖,器件值都是按照軟件給的值,只是將變壓器的供電繞組換成了正激.
我完全按照軟件給的值做行不行??您給看看.

我發現軟件設計的RF3增益限制電阻值很大,是1580歐姆,這個值是根據光耦的電流傳輸比設定的嗎?我看別的板子上這個電阻都是100或者470歐姆,差別怎么這么大呢?

先寫這么多吧,謝謝啊^_^.

2314611209292090.sch
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2008-04-28 13:59
@nanonan
dpa工程師你好.我的設計指標做了一些調整,設計成3V*4A--15V*0.8A的3V-15V可連續調節的寬范圍輸入式電源.我根據15V*0.8A進行了PIExpert設計,得到了各個器件的數值,我畫了一下兒電路圖,器件值都是按照軟件給的值,只是將變壓器的供電繞組換成了正激.我完全按照軟件給的值做行不行??您給看看.我發現軟件設計的RF3增益限制電阻值很大,是1580歐姆,這個值是根據光耦的電流傳輸比設定的嗎?我看別的板子上這個電阻都是100或者470歐姆,差別怎么這么大呢?先寫這么多吧,謝謝啊^_^.2314611209292090.sch
原理圖你貼出屏幕抓圖吧,
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nanonan
LV.2
12
2008-04-28 15:04
@powerint_dpa
原理圖你貼出屏幕抓圖吧,
如下圖所示,問題如上貼.謝謝^_^.

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/64/2314611209366261.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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2008-04-28 17:50
@nanonan
如下圖所示,問題如上貼.謝謝^_^.[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/64/2314611209366261.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
你的圖看不清,你說的RF3是什么電阻?
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nanonan
LV.2
14
2008-04-28 21:02
@powerint_dpa
你的圖看不清,你說的RF3是什么電阻?
就是輸出電壓的正極到光耦的二極管陽極端之間的那個電阻.

我的上個帖子的.sch文件可以看的,只要下載下來,用protel打開時,將database location 改成下載的文件地址,就能打開了.我是用99se畫的.

電阻的名稱,我都是根據PI Expert 軟件中的電阻名稱說的,軟件中電路的各個位置的電阻名稱都已經被標準化了.我用的是PI Expert 6.5.
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2008-04-29 09:05
@nanonan
就是輸出電壓的正極到光耦的二極管陽極端之間的那個電阻.我的上個帖子的.sch文件可以看的,只要下載下來,用protel打開時,將databaselocation改成下載的文件地址,就能打開了.我是用99se畫的.電阻的名稱,我都是根據PIExpert軟件中的電阻名稱說的,軟件中電路的各個位置的電阻名稱都已經被標準化了.我用的是PIExpert6.5.
設置431周邊時,按輸出3V,且需選用TLV431,普通的TLC431不行的.
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nanonan
LV.2
16
2008-04-29 23:51
@powerint_dpa
設置431周邊時,按輸出3V,且需選用TLV431,普通的TLC431不行的.
上午看了您的回帖,我就趕緊查TLV431,得到了一個表,貼在下邊,您說的應該是讓我選擇最后一種吧?

今天老看431和光耦的資料了,現在腦袋都迷糊了,感覺還是不會用這兩個器件,明天接著看了.

我糊涂的地方是:431的反饋,對照powerint-cec的控制環路帖子看,想不明白,這個我自己接著想吧;

光耦的CTR,資料上給的都是一個范圍,比如60-120,但是對于一個光耦來說,它的CTR應該是這個范圍中的一個值吧?(問的有點兒小兒科了,請別見笑.)

您給的建議我想了想,但不知道理解的對不對,明天再想想.

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/64/2314611209484300.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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nanonan
LV.2
17
2008-05-05 16:45
@powerint_dpa
設置431周邊時,按輸出3V,且需選用TLV431,普通的TLC431不行的.
dpa工你好,五一玩得怎樣?我又開工了.
這兩天我買了個電源,5V*2A的.它用的是TOP222P的芯片,我決定在它的電路板上改.
5V*2A的電源的變壓器(稱其為變壓器A)是初級:2152uH,次級:6uH,供電:31uH.
我有一個從12V*1A的電源上卸下來的變壓器(稱其為變壓器B),參數是初級:2110uH,次級:26uH,供電:30uH.
變壓器A和B的管腳位置和同名端我都測好了,不一樣的.
于是我把變壓器A卸下來,把B換上,用小刀把板子上跟變壓器B不對應原有的線路劃斷,再用小細線按照正確的線路連起來,同時把供電繞組接成正激的,但是我插電后,沒有輸出.
我又把供電正激換成反激設置,結果保險管燒了.
我就把保險管短接,重新上電后,扼流線圈冒煙了.
我把器件查了查,發現整流橋沒壞,把TOP222P卸下來,D_S端沒有值了,應該壞了.
現在一團糟了,請給我指點一下,翹首期盼中......
謝謝啊.
板子的電路圖在下邊的文件里.
2314611209977122.sch
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nanonan
LV.2
18
2008-05-06 15:54
@powerint_dpa
設置431周邊時,按輸出3V,且需選用TLV431,普通的TLC431不行的.
dpa工,現在很忙嗎?

我看了些資料,發現PWM控制分很多種,控制方式有電壓控制型、電流控制型,控制模式有電壓型、峰值電流型、平均電流型、滯環電流型、相加控制型等.

我想知道TOP是什么類型的,是峰值電流型嗎?它是電壓外環控制和電流內環控制的雙閉環控制類型嗎?

謝謝.
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2008-05-07 13:07
@nanonan
dpa工,現在很忙嗎?我看了些資料,發現PWM控制分很多種,控制方式有電壓控制型、電流控制型,控制模式有電壓型、峰值電流型、平均電流型、滯環電流型、相加控制型等.我想知道TOP是什么類型的,是峰值電流型嗎?它是電壓外環控制和電流內環控制的雙閉環控制類型嗎?謝謝.
電壓型
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nanonan
LV.2
20
2008-05-08 10:00
@powerint_dpa
電壓型
現在很糊涂了.

我在沙占有老師的《新型單片開關電源設計與應用技術》(世紀新版)一書的第23頁,在“5.脈寬調制器”介紹時,第一句話就是“脈寬調制器是電流反饋式控制電路”,然后解釋了一下.然而你又說是電壓控制型,這是怎么回事兒呢?

請教.
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cmg
LV.9
21
2008-05-08 15:49
@nanonan
現在很糊涂了.我在沙占有老師的《新型單片開關電源設計與應用技術》(世紀新版)一書的第23頁,在“5.脈寬調制器”介紹時,第一句話就是“脈寬調制器是電流反饋式控制電路”,然后解釋了一下.然而你又說是電壓控制型,這是怎么回事兒呢?請教.
沙占有老師的書沒有看過.但TOP確實是電壓型的.
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nanonan
LV.2
22
2008-05-11 11:49
@cmg
沙占有老師的書沒有看過.但TOP確實是電壓型的.
pi工程師,我請教個控制的小問題.

在powerint-cec的控制環路分析大作中,在分析Kmod部分小信號傳遞函數時,說“DCreg是PWM部分的直流增益,由[4]查出典型值是230”,[4]指的是PI-datasheet242-250.但是我怎么也找不到.請給指點一下具體位置.

我用的芯片型號是TOP243P.

謝謝!
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nanonan
LV.2
23
2008-05-19 23:16
@cmg
沙占有老師的書沒有看過.但TOP確實是電壓型的.
cmg你好.

我誤打誤撞已經實現調壓了,效率也不錯,主要是變壓器的設計問題.

我想問,我設計3-12V可調的調壓電源時,變壓器應該按照12V輸出時設計,但是還有個關鍵問題是,我應該按連續工作模式設計變壓器,還是應該按不連續模式設計?連續或者不連續的KP因子應該選多大??

急!謝謝!
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nanonan
LV.2
24
2008-05-20 07:39
@cmg
沙占有老師的書沒有看過.但TOP確實是電壓型的.
還有,此時,我的占空比選擇多少比較合適?應取較小值還是較大值?
謝謝!
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cmg
LV.9
25
2008-05-20 09:03
@nanonan
cmg你好.我誤打誤撞已經實現調壓了,效率也不錯,主要是變壓器的設計問題.我想問,我設計3-12V可調的調壓電源時,變壓器應該按照12V輸出時設計,但是還有個關鍵問題是,我應該按連續工作模式設計變壓器,還是應該按不連續模式設計?連續或者不連續的KP因子應該選多大??急!謝謝!
都可以,連續方式效率高一些.
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cmg
LV.9
26
2008-05-20 09:06
@nanonan
pi工程師,我請教個控制的小問題.在powerint-cec的控制環路分析大作中,在分析Kmod部分小信號傳遞函數時,說“DCreg是PWM部分的直流增益,由[4]查出典型值是230”,[4]指的是PI-datasheet242-250.但是我怎么也找不到.請給指點一下具體位置.我用的芯片型號是TOP243P.謝謝!
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/65/4221211245565.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
換算一下單位,上下同乘1000.
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nanonan
LV.2
27
2008-05-20 14:19
@cmg
都可以,連續方式效率高一些.
我的變壓器計算是按照PI網站上的應用指南AN-32的步驟設計的,我算了一遍了,但是結果很離譜,比如初級電感4571uH,而我實驗使用的才2100uH,而實驗結果很好.即我現在反推變壓器設計,推得跟我實際用的對應不上.
我用的是EFD20磁芯.
我覺得我應該調整占空比參數什么的,但是應用指南上給的占空比好像固定的,請問我該怎么調整?
謝謝!
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cmg
LV.9
28
2008-05-20 15:16
@nanonan
我的變壓器計算是按照PI網站上的應用指南AN-32的步驟設計的,我算了一遍了,但是結果很離譜,比如初級電感4571uH,而我實驗使用的才2100uH,而實驗結果很好.即我現在反推變壓器設計,推得跟我實際用的對應不上.我用的是EFD20磁芯.我覺得我應該調整占空比參數什么的,但是應用指南上給的占空比好像固定的,請問我該怎么調整?謝謝!
最好的方法是找我們代理商幫忙,我們不主張在網上指導客戶做具體的試驗,只是回答一些一般性的技術問題.
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zhenxiang
LV.10
29
2008-05-23 13:42
@nanonan
還有,此時,我的占空比選擇多少比較合適?應取較小值還是較大值?謝謝!
這都是些基本的問題建議自己多看看書,作試驗驗證,什么都問就沒意思了
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nanonan
LV.2
30
2008-05-24 19:02
@cmg
都可以,連續方式效率高一些.
采用配備TL431的光耦反饋時,光耦的限流電阻阻值怎么確定?
怎么計算的?
謝謝!
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2008-09-15 16:15
@nanonan
dpa工程師你好.我的設計指標做了一些調整,設計成3V*4A--15V*0.8A的3V-15V可連續調節的寬范圍輸入式電源.我根據15V*0.8A進行了PIExpert設計,得到了各個器件的數值,我畫了一下兒電路圖,器件值都是按照軟件給的值,只是將變壓器的供電繞組換成了正激.我完全按照軟件給的值做行不行??您給看看.我發現軟件設計的RF3增益限制電阻值很大,是1580歐姆,這個值是根據光耦的電流傳輸比設定的嗎?我看別的板子上這個電阻都是100或者470歐姆,差別怎么這么大呢?先寫這么多吧,謝謝啊^_^.2314611209292090.sch
學習中......
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