1.变压器饱和

变压器饱和现象

当变压器（和开关管）在高电压或低电压输入（包括轻、重或电容性负载）、输出短路、动态负载或高温下接通时，通过变压器（和切换管）的电流非线性增长。当这种情况发生时，峰值电流值无法预测或调节，这可能导致电流过大，并因过电压而损坏开关管。

变压器饱和时的电流波形

变压器饱和时的电流波形

它容易饱和：

1） 变压器的电感太大；

2） 圈数太少；

3） 变压器的饱和电流点小于IC的最大限流点；

4） 没有软启动。

解决方案：

1） 降低IC的限流点；

2） 加强软启动，使通过变压器的电流包络上升得更慢。

Current Envelope

2.Vds过高

Vds的应力要求：

在最坏条件下（最高输入电压、最重负载、最差环境温度、通电或短路测试），Vds的最大值不应超过规定规格的90%。

降低Vds的方法：

1） 降低平台电压：降低变压器一次侧和二次侧的匝数比；

2） 降低尖峰电压：

1.降低漏感：

当开关接通时，变压器的漏电感储存能量，这是峰值电压的主要原因。峰值电压可以通过降低泄漏电感来降低。

2.调整吸收电路：

① 使用TVS管；

② 使用较慢的二极管，二极管本身可以吸收一定量的能量（尖峰）；

③ 插入阻尼电阻器可以使波形更平滑，并有助于减少EMI。

3.集成电路温度过高

原因及解决方案：

1） 内部MOSFET损耗过大：

开关损耗过高，变压器的寄生电容过高，导致MOSFET的导通和关断电流与Vds之间存在巨大的交叉区域。解决方案：增加变压器绕组的距离以减少层间电容，或者如果绕组是多层缠绕的，则在层间增加一层绝缘带（层间绝缘）。

2） 散热不良：

将热量传递到PCB的引脚及其上的铜箔是IC热量的相当一部分。应使用更多的焊料，并应尽可能扩大铜箔的面积。

3） IC周围的空气温度过高：

IC应位于气流良好的地方，并应远离零件温度过高的零件。

4.空载，轻载不能启动

现象：

无负载，轻负载无法启动，Vcc从启动电压和关闭电压反复来回跳跃。

原因：

在空载和轻载条件下，Vcc绕组的感应电压过低，进入重复重启状态。

解决方案：

增加Vcc绕组匝数，降低Vcc限流电阻，并正确添加假负载。在增加Vcc绕组匝数和减小Vcc限流电阻器后，如果Vcc在重负载下变得过高，请参考稳定Vcc的程序。

5.启动后无法重新加载

原因及解决方案：

1） 重新加载时Vcc过高

当负载较重时，Vcc绕组的感应电压较高，当Vcc过高并达到IC的OVP点时，IC的过电压保护被触发，导致没有输出。如果电压增加到高于其所能承受的电压，则IC将被损坏。

2） 触发内部电流限制

1.限流点过低

如果在重负载和电容性负载下限流点过低，则通过MOSFET的电流受到限制而不足，导致输出不足。增加限流引脚电阻和限流点作为补救措施。

2.电流上升斜率过大

如果上升斜率过陡，电流的峰值将更高，内部限流保护将更容易触发。在不使变压器饱和的情况下增加电感是解决方案。

6.备用输入功率大

现象：

Vcc在无负载和轻负载时是不足的。这种情况会导致无负载和轻负载时输入功率过高，输出纹波过大。

原因：

输入功率过大的原因是，当Vcc不足时，IC进入重复启动的状态，这通常需要高电压来对Vcc电容器充电，导致启动电路丢失。如果电阻器串联连接在启动引脚和高压之间，此时电阻器的功耗会更高，因此启动电阻器的功率电平应该足够。

电源IC尚未进入突发模式或已进入，但突发频率过高，开关持续时间过长，开关损耗过高。

解决方案：

调整反馈参数以降低反馈速度。

7.短路功率过大

现象：

当输出短路时，输入功率过高，Vds过高。

原因：

输出短路时有许多重复脉冲，同时开关管电流的峰值非常大，导致输入功率过高，开关管电流在漏电感中存储了过多的能量，导致开关管关断时Vds过高。

当输出短路时，开关管可能会因以下两种原因之一而停止工作：

1） 以这种方式触发OCP可以使开关动作立即停止

芯片FSQ0170RNA

如图所示，芯片FSQ0170RNA的暗区的整个区域S是所需的能量。1） 提高峰值电流限制点I极限，这允许更大的电感器电流Id：增加连接到Pin4的电阻，来自内部电流源Ifb的分流器更小，并使用PWM比较器作为电流限制参考电压。正输入电压将上升，允许更多的电流通过MOSFET/变压器，增加可用的能量。

2） 增加首次启动时传输能量所需的时间，即延长Vfb上升时间（在达到OCP保护点之前）。

延长Vfb的上升时间

该FSQ0170RNA芯片上的电感电流控制基于Vfb作为参考电压，Vfb电压的波形与电感电流包络成比例。控制Vfb的上升时间可以调节电感包络的上升时间，这增加了能量传输的时间。

IC的OCP功能是通过感测Vfb何时达到Vsd（例如6V）来实现的。因此，可以延长Vfb的上升时间以使Vfb斜率最小化。

当输出电压没有达到通常值并且反馈引脚电压Vfb已经达到保护点时，能量传递时间不足。当施加重负载或电容性负载时，输出电压缓慢上升，施加到光耦的电压较低，通过光耦二极管的电流较低，并且光耦光敏管长时间处于高电阻状态（倾向于关闭）。连接到反馈引脚的电容器被IC的内部电流源更快地充电。如果Vfb在此时间段内攀升到保护点（例如6V），则MOSFET将被关断。由于输出无法达到正常值，启动失败。

解决方案：

当输出电压达到正常值时，反馈引脚电压Vfb仍然小于保护点。使Vfb远离保护点，轻轻爬升，或减小Vfb的斜率，使输出有足够的时间上升到其正常值。

1.如图所示，增加反馈电容器（C9）会降低Vfb从D线到A线的上升斜率。然而，如果反馈电容器太大，会干扰正常工作条件，减缓反馈，并增加输出纹波。因此，电容不会波动太大。

2.由于方法a的不足，将电容器（C7）与电压调节管（D6，3.3V）串联，并与反馈引脚并联。当Vfb小心时：如B行所述，这种方法不会破坏正常工作。

1） 增加反馈引脚电容（包括电压调节器管串电容），这对非常大的电容性负载问题的影响最小；

2） 增加峰值电流极限点I极限，以及稳态下的OCP点。在电容负载和最小输入的条件下，必须检查变压器是否会饱和。

3） 如果你想保持当前的限制点，你应该增加R10C11；然而，在超电容性负载（10000uF）的情况下，5Vsb的上升时间可能会增加到20mS以上，因此应该检查这种方法，看看动态响应是否受到太大影响；

4） 431的偏置电阻器R10太小，并联的431的C11应该更大；

5） 为了保证上升时间，可以同时使用增加OCP点和增加R10×C11的方法。

10.空载、轻载输出反跳

现象：

当输出为空载或轻负载时，输入电压关闭，输出（如5V）可能会出现电压反弹波形，如下图所示。

电压反弹波形

原因：

当输入关闭时，5V输出将减少，Vcc也将减少，IC将停止工作。然而，当没有负载或轻负载时，大型PC电源和大型电容器的电压不能快速下降，并且高压启动引脚仍然可以接收显著的电压。电流重新启动IC。并且5V再次被输出去抖动。