ISES_PK IPK_SES

TOFF的测量也依赖于膝电压的时 刻，但是需要的不是电压值，而 是膝点的时刻。
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ISND_PK IOUT_AV
TON TOFF T 数字电源设计技术交流 2016年8月19日星期五 TDEAD
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MOS管关断后，变压器中储存 的能量都由次级和辅助线圈释放 出来，此时次级的平均电流为：
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谐振反推法实现恒压

谐振后，检测次级线圈的过零点就能得知谐振周期，因此，当输出电 压恰好等于参考电压时，VSES和VREF的交点到过零点的时间TFB也应该 恰好等于1/4谐振周期TR。如果TFB比TR/4大，说明输出电压较低，以至 于VSES和VREF的交点提前了，反之，如果TFB比TR/4小，说明输出电压 较高，以至于VSES和VREF的交点推迟了。
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膝点检测算法

有2种检测方法，一种是从前往后检测，另一种就是从后往前检测。


从前往后检测，是通过延迟，或者是斜率转变的方法来找到膝点的时刻。 从后往前检测，是利用膝点后谐振频率固定的特点，从过零点反推膝点的 位臵。
TOFF 延迟法
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TDEAD
T/4
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负载
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负载
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热插和短路判断


热插时，负载突然变小，输出电压会跌落，电源需要输出更多的能量 到次级，但是要区分热插和短路。 不光要区分热插和短路，在任何时候都需要判断是否短路。


短路时，TOFF时间会变得很短，可以通过检查TOFF开始到VSES过零点的时间 来判断，或者通过TOFF区间的斜率来判断。 如果输出不在TOFF期间发生短路，就得等到下一个TOFF才能检测到，在短路 后，输出电容会有很大的电流，这个大电流如果持续时间过长，导致电容 温升，会对电容的寿命会有一定的影响，所以能尽早的检测TOFF是很重要 的。 假设需要一两个周期才能检测到短路，是否会对电容寿命产生不利影响， 这个目前不清楚。

供电结构只是一个附带的功能，很多时候是没有的，IC由其他电路供电。
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VCC IC
4
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VSES
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不使用辅助线圈是否可行


如果不要求辅助线圈供电，那么是否可以用其他检测方法，比如在初 级线圈上检测来做原边反馈？ 理论上是可行的，思路如下：

在初级线圈上并联一个高阻支路，对初级线圈进行采样，同时提供TOFF期 间初级线圈的回路。 考虑到检测电压必须为正，因此有两种基本形式，如下图： 全周期检测 MOS关闭期间检测

VZC表示过零点阈值，并不是0V，通常为一个非常小的电压，比如0.125V 之类的
VREF VZC
TR/4 TR/2
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>TR/4
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<TR/4
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斜率法和谐振反推法的对比

注意到斜率法和谐振反推法是优缺点互补的：

如果TOFF和TDEAD期间的斜率差别越大，越适合用斜率法，如果TOFF和TDEAD 期间的斜率差别越小，越适合用谐振反推法。 实际上，TOFF期间的斜率通常很小，以至于噪声对VSES和VREF交叉点的检测 有很大的影响，如果采用谐振反推法，必须有某种消除噪声的方法。

原边反馈不从输出直接采样，而是从初级线圈采样，通过初级线圈的情况 来计算次级线圈的情况，进一步推算输出的情况。 部分信息难以从初级线圈直接得到，因此通常还使用一个辅助线圈，辅助 线圈和初级线圈共地，和次级隔离。 次级线圈 . 初级线圈
3
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辅助线圈
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VD G ISES
6
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VSES IL ISES ID VSES
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IL
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VD
可检测性

电感两端电压太高，检测IL和VD很困难，通过ISES和VSES检测； 考虑到隔离要求，次级电流和输出电压不能直接检测，只能通过其他 值计算出来。
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电源高级：原边反馈技术
V1.1
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概要


★PSR简介 PSR的输出检测方法 PSR特有的问题
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原边反馈（PSR）简介


在小功率消费类电子应用中，反激式电源是主流，因为反激式电源非 常适合小功率段，同时天然提供了隔离的效果。 隔离后，如果要检测输出的情况，需要用隔离元件，比如光耦等，这 样就增加了电源的成本，光耦本身的寿命也会成为电源的瓶颈，基于 此，开发出了原边反馈技术。
VSES_ON
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VSES_OFF VSES_OFF
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5
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检查输出信息的方法

原边反馈不能得到所有的输出信息，但可以得到较多的输出信息。


不能得到输出电流信息，但可以得到初级的电流信息。 不能直接得到输出电压信息，可以通过辅助绕组来得到输出电压信息。 G ID

热插拔包括空载->满载，和满载->空载两种极端情况。


空->满的切换会导致输出跌落，满->空的切换会导致输出过冲，要避 免这两种情况，必须使用非线性控制，IC检测到热插拔后，立即调整 控制策略。
热插
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热拔
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热拔


如果在TOFF区间，也就是次级输出时热拔，相当于次级的负载阻抗突 然升高，此时会有个小的电压突变，随后所有的能量会在电容上聚集， 输出电压将升高。 如果在非TOFF区间热拔，除了看不到小的电压突变，导致的最终结果 和前面是没有区别的。
VSES
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PSR输出电流计算

IOUT _ AV ISND _ PK*TOFF*0.5 T

ISND_PK无法直接测到，只能由 ISES_PK近似换算得到：
ISES _ PK ISND _ PK IAUX _ PK NPRI NSND NAUX ISES _ PK * NSND 忽略IAUX _ PK，ISND _ PK NPRI
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区分热插，短路，开机

这3者都表现为输出要吸收大量能量，但三者的处理方法却不能相同。

热插需要稳压，减少跌落的幅度和持续时间，短路需要识别到，并采取保 护措施，而开机则需要控制输出平稳的增加。 初始状态的不同，热插的初始状态为空载，短路的初始状态为任意，开机 的初始状态为初始态。 对输出的影响不同，由于开机的初始态输出为0，开机后输出表现为增加， 另外两者都表现为减少，所以热插和短路的区分更困难一些。
此区间输出空载
此处输出空载
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假负载

如果不能保证每次都能检测到且能处理好热拔，就必须在输出上加上 假负载或稳压管，让其能承担泄放工作。

假负载一般使用电阻，电阻值要小心选取，过大了泄放效果不好，过小又 制造大功耗。
假负载
稳压管
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电流和电压检测的共同点

共同之处就是都需要检测到膝点。 对于电流来说，检测到膝点，然后根据膝点和开关管断开的时刻计算 出TOFF，加上ISES的电流，就能算出平均输出电流。 对于电压来说，需要检测到膝点的电压，具体的方法就是检测到膝点， 然后看当前时刻VSES上的电压，从而根据匝比得出当前时刻的输出电 压。

这三者主要的区别有：


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热插拔抖动


在人进行插拔的过程中，端子实际上是抖动着的，会进行快速的碰撞， 也就是说，插拔的过程中会有大量的切换。 如果IC的检测控制处理不当，很可能会出问题。
T/2
斜率法
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谐振法
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各方法对比

延迟法，从TOFF开始，延迟一段时间，检测VSES。

这个方法可想而知是非常不精确的，因为TOFF的时间变化很大。 这个方法只有在TOFF区间的斜率和TDEAD区间的斜率存在明显差别时才管用， 而且由于在TDEAD区间，振荡是呈正弦曲线，膝点处不存在斜率转折，必须 依靠某种算法来推算出膝点。
VO VSES * NSND NAUX
VSES
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MOS管关断后，变压器中储存 的能量都由次级和辅助线圈释放 出来，次级线圈和辅助线圈形成 变压器，此时VSES上的电压为：
VSND
VD
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VO VSES
去磁点时刻，次级 线圈和辅助线圈电 流为0，VD为0
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辅助线圈的用途

增加辅助线圈会增加成本和复杂度，因此，最好能让辅助线圈完成更 多的工作，一般辅助线圈都同时做2件事情：


反映初级线圈和次级线圈的情况，辅助线圈通过电阻分压，将原边和副边 的电压情况反映在VSES点，此时辅助线圈和原边/副边构成变压器。 和初级线圈形成一个反激结构，给IC供电，由于反激结构本身无法恒压， 因此要加一个限压的二极管。