PFM反激式 频率问题

xmhyfeng

对于反激式的开关电源一般有PWM 和PFM方式。可是理解不到怎么计算PFM 的开关电源的高频变压器的初级电感。
我是这么理解PWM方式的一般可以由外围电路和芯片一起确定工作频率，或者直接芯片内部确定。有了F可以初步假设直接想设计的Dmax然后可以初步求出相应的变压器参数。
但是PFM的不是改变工作频率特来调控稳定输出电压或电流。那么工作频率是会变吧。这样F和D都是未知数，那怎么来求变压器参数啊，特表示如何求初级电感量。没有F就没有T。这里还要假设Dmax那么不是求不出吗？
求助做反激开关的师傅提示这个怎么理解，怎么求初级电感。PFM的芯片也没有提高工作频率啊比如AP3766.

silverpuma

回复 1# xmhyfeng

   占空比D=TON/T
   
   PWM控制方式，频率固定不变，只改变初级电感上面的峰值电流大小（开关管导通时间TON变化），直接导致占空比D变化。
   PFM控制方式，初级电感上面的峰值电流大小不变（开关管导通时间TON不变），只改变频率，直接导致占空比D变化。
   PWM+PFM控制方式，初级电感上面的峰值电流大小变化（开关管导通时间TON变化），频率也发生变化，TON变小，T同时变大，反之亦然，D也变化。
   这三种应该是AC-DC/DC-DC中的核心控制方式了。

   PFM控制的反激式变化器电感改如何选择？首先要明白如果是PFM控制，系统肯定有个最大频率，这个对应的是满载。当负载变轻的时候，频率就会下降，直到最小频率。选择电感，当然是针对满载，满载有最大频率和最大峰值电流，同时也有最大占空比，如果电感的要求能够满足此时情况，那么其他都OK。当然，还要分CCM模式和DCM模式。
   
   如果你做的是QR的控制方式，当负载很轻的时候，频率会非常高，所以要注意下下。

xmhyfeng

回复 2# silverpuma


    谢谢你的回复，还有点不太明白。我一直理解为PFM的方式既然是TON不变那么它是一个固定值吗？如果是那么芯片设计厂家应该给出TON具体是多少啊，比如8us,你还说道输入最小满载的时候有最大频率和最大占空比，我觉得最大频率应该有个值（我在AP3766的手册没找到，我不确定），那么最大占空比一般自己设计，比如0.45问题是如果TON是固定的话。最大占空比是不可能自己随便定了。。。所以我理解是不是占空比是由高频变压器的初级电感来决定啊？就是初级峰值电流，而TON不是芯片内部的振荡器决定。。如果这样的话是不是靠峰值反馈电压后经过RS触发器来翻转。。。我就理解不到了，难道芯片内部的振荡频率不是开关频率吗？？？

silverpuma

回复 3# xmhyfeng


    恩，你说得没有错。TON=(Ip*Lp)/Vin，其实TON是你自己希望的设计值，和Lp和Ip相关。

    AP3766那个芯片控制方式 CV下面是Ip固定了，Ip到设计值开关管就关了，

    反馈电压来控制下个周期什么时候开的时间点，也就是TOFF的时间，整个周期的频率等于TON+TOFF。

    很显然，如果电感一定，85VAC时候，TON最大的，TOFF时间会小一些，频率大些；265VAC时候，TON最小，TOFF时间会长一些，频率小一些。这个芯片参数写得很模糊。。。。。。。

     Pout=0.5*Ip*Ip*Lp*fs

liminga1b2

学习一下 最近也在用PFM电源

xmhyfeng

回复 4# silverpuma


    根据你的解释我大概能理解TON是根据自己希望得到值（基本可以由LP和IP来决定）。然后对于TOFF我就糊涂了。我是这么理解的开始用输入86V的时候有DMAX和Fs 而这两个参数都是开始自己选定（为了计算LP IP当然反过来设计就是设计好了LP IP那么TON就确定了，这里可以数值上TON=DMAX*Fs 为了说清我的疑问我这里假设DMAX=0.5 fs=50khz 则TON=10us 那么理论TOFF=10US）。你提到“反馈电压来控制下个周期什么时候开的时间点，也就是TOFF的时间，整个周期的频率等于TON+TOFF”  我是初学者理解不到，芯片是如何确定下一个开启时间点，也就是确定TOFF，当达到IP点后MOS管关断，为什么它会乖乖的在toff  10us后打开。为什么不是15us打开，如果15us后打开那么就是意味着实际输出会小于我要的输出，对吧。我还没理解到它为什么能准确地10us后开启。如果对于PWM而言应为其内部或者外围已经确定了FS 即已经有内部振荡频率固定了T总，所以我能理解芯片有固定的FS 那么自然而然到了T总的最后点又会开启。可是对于PFM我就理解不到为什么他会很“听话的”在我们期望的10us后mos开启呢？希望你帮我解这个疑团。(这应该涉及到内部原理)
    我以前是是这样理解，当关断后快到自己希望10us再次开启的时候。。这时候输出会略微下降 而变压器第三组绕圈的电压（也就是反馈回来提供芯片电源电压）会有下降而且会振荡，我以前是这么理解由于这个下降或者振荡芯片重新进入下一个周期开启。。。。可是我觉得这个有问题如果芯片每次都应为供电而“重启”这样不是损耗很大，芯片容易坏吗？我一直理解不到它是这么让芯片在期望的等待TOFF后又mos开启。
应为AP3766的手册对于选频率没有说的很详细，所以很不懂。你可不可以介绍例外的PFM的芯片，有更加详细参数 设计理解的。谢谢你！

silverpuma

回复 6# xmhyfeng


    首先要明确一点，这个片子应该在DCM模式下工作的。你设计外围参数要保证系统在DCM模式下工作，

    TON=IP*LP/Vin     TOFF=IP*LP/[(Np：Ns)*Vout]     还要经过Td的时间才能打开时间  

    所以T=TON+TOFF+Td三个时间， TON是设定好的，如果输出一定，TOFF也一定，但是反馈电压可以控制Td的时间，所以T在变化。

    最终的T会满足输出功率的。。。。

xmhyfeng

回复 7# silverpuma


    确实工作在DCM，但是我还没理解到如何让“反馈电压控制Td时间”。是指IP的采集反馈电压控制还是第三组绕圈反馈电压来控制Td的，它大致是如何控制Td来满足输出，我还没理解到这点，还请您稍微解释下这个基本控制的。。

silverpuma

回复 8# xmhyfeng


    1.采样输出电压肯定是间接通过第三绕组来采样，因为Vaux/(Vout+Vd）是成比例的。。。。或者也可以直接采样输出电压，采样到的电阻经过分压处理就是反馈电压了。。。

    2.Pout=0.5*Ip*Ip*Lp*fsw   请注意，如果输出功率固定，输出电压固定，你设计好TON，TOFF也定了，那么Td就等于（1/fsw）-TON-TOFF。当负载变小时，输出电压变大，反馈电压会升高，升高之后控制Td变大，频率下降，之后输出电压又恢复正常值。。。

xmhyfeng

回复 9# silverpuma


    非常感谢你的耐心解释，我明白你说反馈电压控制Td,可我不明白“芯片大概怎么去改变这个TD”。为了说明我的疑问我还是个例子。
假设要设计一个输出12V 330MA的稳定输出，第三组的绕线也设计到18V（其实也是芯片后期供电电压）。用AP3766
    A 李同学是这样做 ，在输入最小着手85交流时。他假设DMAX=0.43  FSW=65KH，（TON可以算出  希望DCM）也是李希望的，那么根据这两个确实可以初步的去设计整个电路，包括变压器参数。（虽然可能最后反算的参数有小变化）
    B 王同学是这样做，在输入最小85V交流着手，他假设DMAX=0.43   FSW=100KHZ，  (ton可以算出 也是DCM)这是王希望做到的。那么根据这两个也可以初步的设计变压器和整个电路的参数。
两个人的设计，设计输出和DMAX都一样，选的FSW不一样，我想设计的变压器电路参数可能不一样。我就不理解通过一个芯片怎么就能乖乖的听话一个是65KHZ,一个是100KHZ，怎么就能做到随便选频率呢？（当然如果能够解释芯片如何能准确地控制TD，那么就能解释这个疑问，因为每个想设计的TON TOFF实际是确定了），要知道这里我的第三组都是要设计18V,而输出也都是12V，那个第三组和次级输出的线圈比，两个方案都是一样的咯。所以这点理解不到，请师父稍加解释下。
  我是想对于PWM，fsm是已知固定的，（或者可以自己外围设计）这个不休要芯片去例外调试。所以我理解不到PFM是靠那个反馈电压，大概是怎么来调整TD，从而达到调FSW。我是想知道哪个反馈脚  大致原理，（不要说结果是“反馈调”TD，问题是“怎么改变的TD”）
我的问题确实很麻烦，非常感谢你，确实不太理解。