反激电源管理芯片开机影响因素及改善措施

　　关于反激电源开机，着重分析SSR与PSR电源管理芯片的启动控制方式对开机延时时间、上升时间、输出电压过冲等开机指标的具体影响及改善措施。

　　

　　开机指标定义：　　

　　开机延时时间Td：从输入电压Vac(t)接入到输出电压Vo建立所需要的时间，开机延时时间一般需要小于3秒。　　

　　输出电压上升时间Tr：输出电压从10%上升到90%所需的时间。　　

　　输出电压过冲： (Vomax-Vo)/Vo，需要小于10%限制。

　　

　　开机延时时间与芯片启动方式：　　

　　芯片启动方式包括高压启动、桥前电阻启动、桥后电阻启动三种， 其决定了开机延时时间，并影响待机功率，对比如下表所示。
 

　　

　　上升时间及过冲与芯片控制方式： 

 

　　芯片控制方式通常包括CV控制、CC+CV控制，输出电压上升时间及过冲在不同控制方式下表现迥异。

　　

　　CV控制：SSR架构一般采用CV控制，简化图如下，可见电压环误差量经PI调节后为原边开关管电流提供峰值电流参考Ipref 。
 

　　

　　在启机瞬态时，由于Vo尚未建立， 误差量最大， 若不限制(软启动) Ipref  达最大值，可视为最大功率启动。因而CV控制对开机指标的影响：上升时间最短，输出电压过冲受开环传递函数穿越频率限制。

　　

　　改善措施：为减小开机应力，控制芯片会加入几ms软启动，在软启动时间内 Ipref 不受电压环误差影响，分多个台阶逐步上升，导通时间缓慢增加：

　　

　　（其中LP 为变压器初级感量，Vg 为整流后电压）

　　

　　CC+CV控制：PSR架构一般采用CC+CV控制。如下图所示，在启机阶段，输出电压尚未达到设定值时，误差量较大，因此CC环起作用，当输出电压达到设定值后，CV环接管。
 

　　

　　可见CC+CV控制启动阶段等价为恒流源 Io 对输出电容Co 及负载Ro 充电：

　　

　　因而CC+CV控制对开机指标的影响：上升时间长，输出电压无过冲。

　　

　　改善措施：为缩短上升时间，芯朋微第四代PSR产品(如PN8395系列)在输出电压建立之前以最大功率启动，从而将上升时间压缩在数十ms以内，解决了传统PSR控制的不足：功率越大，上升时间越长。