开关电源的容差分析报告.docVIP

GERM4815T容差分析报告 项目负责人：梁立敏 1.输出过压保护 输出过压保护原理图如图1。通过输出电压OUT+反馈取样电压到单片机U16的24脚，判断输出过压，22脚PWM-OFF始终输出低电平使电源过压锁死。 图1 输出过压保护、过温、副边限流保护原理图 U16设定过压保护值为59.5V，无容差时24脚理论电平为： 59.5÷（33000+33000+4700）×4700=3.955V 贴片电阻R50、R51、R54的容差为1%。当R50偏小1%，R51、R54偏大1%时，为过压保护点的上限值，该值为： 当R50偏大1%，R51、R54偏小1%时，为过压保护点的下限值，该值为： 由于电阻容差，输出过压保护点的理论范围为：58.4V～60.6V。技术要求范围：58.5V～60.5V。所有电阻同时偏小或偏大到最大值1%的可能性接近零，所以实际测量值一定在范围内。 2.输出过温保护 电源输出过温保护电路如图1，温度电阻RT1随温度的变化而变化。通过RT1和R49分压取样基准VDD到U16的25脚，由RT1的阻值与温度的关系（如图2）设定过温保护点。RT1固定在输出整流管D35上，D35高温50℃满载工作温度为82℃。 软件为10位二进制模拟采样，即将VDD 5V分为1023份，即。程序设定过温保护值为766，所以过温保护点无容差时25脚的电压为： 5÷1023×766=3.743V 25脚为3.743V时，RT1的阻值为： 5×10000÷3.743-10000=3358Ω 对应图2中100℃，即当RT1的温度达到100℃时，U16检测到25脚电压为3.743V时判定过温保护，PWM-OFF发出低电平，关断电源输出。软件恢复设定为703，恢复点对应阻值为： 5÷1023×703=3.436V 5×10000÷3.436-10000=4552Ω 对应图2中90℃，PWM-OFF发出高电平，电源重新开机。 图2 温度电阻RT1与温度的关系 VDD由MCP1702稳压输出，精度为1%，RT1的精度为1%，R49的精度为1%。当R49、VDD偏小1%，RT1偏大1%时，是过压保护点的上限值，该值为： 计算得RT1=3161Ω，对应图2中102℃。 当R49、VDD偏大1%，RT1偏小1%时，是过压保护点的下限值，该值为： 计算得RT1=3562Ω，对应图2中98℃。所以过温保护范围是：98℃～102℃。 同样计算过温保护恢复点的上下限值： 计算RT1分别为4319Ω和4792Ω，对应温度范围88℃～93℃ 上述计算RT1上的温度=环境温度+D35工作温度。 对于过温恢复点，规格书要求在环境温度不高于65℃是一定能恢复的。实际上过温保护后无论环境为多少，只要RT1上的温度降低于88℃，电源都会恢复输出。如果环境温度接近88℃，恢复后整流管D35工作发热将会快速过温保护。 3.输出限流保护 输出的检流电阻RIS1、RIS2，取样点OCP，如图3。OCP经U8运算放大器放大为VIO，如图4。VIO经R53、R52分压后，至U16的23脚检测输出限流保护，如图1。 图3 OCP取样点 图4 OCP经U8放大为VIO 软件检测23脚的电平比例为1A：0.1V，输出限流保护为17.0A，即电压为1.70V。VIO的比例为1A对应550mV，检流电阻上电压为1A对应1*5/2=2.5mV，即运放需放大220倍。RIS1、RIS2的精度1%，OCP的精度为1%，运放U8的放大倍数精度为1%， R53、R52精度为1%。 当OCP、U8、R52偏小1%，R53偏大1%时，是限流保护点的上限值，该值为： 计算得I=17.8A。 当OCP、U8、R52偏大1%，R53偏大小%时，是限流保护点的下限值，该值为： 计算得I=16.5A 所以输出限流范围为：16.5A～17.8A。规格书要求：102%～120%，即15.3A～18A，满足要求。 4.输入过欠压保护 输入L、N经EMC电路后取样点AC1、AC2通过D14、D15整流后，经R81、R82、R83与R134并联R10取样电压到U10的6脚，如图5。 图5 输入过欠压检测控制电路 U10检测到的交流电压，按照2us/Vac，占空比为50%的方波信号由2脚输出AC-OUT。通过图6电路传输给副边单片机U16的7脚AC-IN。信号传输及检测的是频率F=1/T=1/（Vin*2us/Vac）,所以图6电路无损传输，光耦起隔离作用。 图6 过欠压信号传递电路 软件设置输入过压保护点为300Vac，经D14、D15后变成424.2V，无容差时GP1点的电压为： 当R81、R82、R83偏大1%，R134并联R10偏小1%时，是过压保护点的上限值，该值为： 计算得Vin=306.0V