小功率反激式開關電源啟動時間長問題的分析

ID:853826 · 發表于 2020-12-3 15:53

2018年，當時有個客戶的研發工程反饋其調12V1A樣機在測試性能參數時，發現啟動時間大于行業要求的3S，與客戶電話溝通優化后，客戶反饋啟動時間還是不滿足要求，當時我就想，客戶工程師也不是新手了，都是在行業內工作了10年以上的人了，怎么這個問題還無法解決呢？？
然后，我自己聚開始梳理了一遍這個問題，今天突然再看見當時自己寫的這個客訴案例，就想和大家一起分享一下，如有不對，請各位大牛幫忙指正，先謝謝了。也希望對剛入行的或者想了解的朋友新手一個學習的機會。下面，開始步入正題。
   首先，技術類的問題，我們都可以先通過原理來分析梳理一遍問題點：
   原理上，我是這樣理解的：開關電源的啟動以及輸出保持時間的快慢，實際上就是儲能電容、電感類器件充、放電速度的快慢問題；客戶此電源主要為儲能電容充放電問題；即高壓濾波電容、VCC啟動電容、輸出濾波電容容量越大，啟動電阻越大，則開機充電時間越長，啟動時間就越久，行業內一般電源的啟動時間要求是小于3S；
   啟動時間定義為：電源從輸入接上電源起到其輸出電壓上升到穩壓范圍內為止的時間，以客戶此輸出12V的電源為例，則啟動時間應為從電源開機起到輸出電壓達到11.4V為止的時間；啟動時間理論計算參考公式為：

根據上述原理分析，找到對應輸出12V1A的樣機進行初步測試驗證，改小啟動電阻Rst或者改小VCC電容Cvcc容量都能加快啟動時間；

按客戶要求到客戶現場進行分析調測：
（1）現場和客戶首先對我司帶過去的樣機進行測試，啟動時間1.6S左右，滿足客戶2S左右的要求；
樣機參數：VCC啟動電容Cvcc=4.7uF/50V，啟動電阻Rst=2M；
根據公式計算的理論值：

（2）對客戶改版后樣機進行外圍參數分析，發現客戶測試樣機的VCC電容并不是電話反饋的4.7uF/50V規格，而是10uF/50V，VCC環路的限流電阻也不是原來的樣機使用的3歐姆，而是增大到了10歐姆，這兩個參數都會對電源啟動時間產生影響（特別是VCC電容容量越大，充電時間越長，啟動時間就越久）；
將客戶樣機的VCC電容改為4.7uF/50V,啟動電阻Rst=1.5M保持不變進行測試，反復測試樣機啟動時間在1.3-1.6S之間，滿足客戶2S左右的啟動時間要求；
客戶參數的理論計算值為：

實際測試結果與理論計算值存在一定差異，從應用角度進行分析：主要原因為電子元器件在工作情況下性能參數會發生一定的變化，存在一些不確定性，另外測試的輸入電壓也存在一定的波動，儀器采集波形數據點也存在一定的誤差影響，導致實測結果出現一定的差異；從測試的結果與理論計算值進行對比分析，可以看出調整參數的變化趨勢是與理論分析思路是會保持一致的，根據理論進行的優化結果是滿足客戶要求的；

最后，我得出的關于這一類的開關電源的啟動時間快慢的結論就是：
對于啟動時間的優化方法：主要為改變VCC啟動電容容量大小和啟動電阻大小，VCC啟動電容容量越大，啟動電阻越大，開機充電時間越長，啟動時間就越久