細節決定成敗 自制150W短弧氙燈

150W的短弧氙燈？對了，本文就是說(shuō)說(shuō)這個(gè)電路怎么做的！

首先，燈的基本要求是恒流，空載電壓盡量高?？紤]到功率比較大，反激電路可能吃不消，體積也會(huì )大，于是選擇了單管正激。

其次，電路上只考慮電流環(huán)即可。電壓是開(kāi)環(huán)的，因此空載電壓等于輸入電壓除以匝數比，并且和占空比無(wú)關(guān)算上漏感尖峰影響，實(shí)際測量輸入234VAC輸出空載100V直流。

另外，為了保證市電高時(shí)電容電壓的安全，選擇了160V的電容 這樣電壓有富余。頻率折中選擇了50KHz，開(kāi)關(guān)損耗不太大，磁芯也不用很大就能出功率。

下面是最終的電路圖。參數精確，有問(wèn)號的元件實(shí)際沒(méi)有安裝。

乍一看，這個(gè)電路似乎沒(méi)有什么特別的地方。但是，細節決定了整個(gè)制作的成敗。下面對設計和制作時(shí)的疑問(wèn)問(wèn)題和解決方法進(jìn)行討論：

1、輔助繞組采用正激還是反激的形式呢？

輔助繞組采用正激時(shí) 一般都用峰值整流 這樣占空比只要大于0，輔助電源電壓就一直和前級的直流高壓成匝數比的關(guān)系。

輔助繞組采用反激時(shí)，電壓變化隨占空比和負載變化很大，有可能出現不啟動(dòng)的問(wèn)題。

鑒于這里輸入電壓為180-260V，輔助電壓變化就在13-20V IC和MOS都是可以接受的。實(shí)際結果也比較符合。但是比預計的還高一點(diǎn)，雖然也隨負載變動(dòng)而變化，但是變化很小，基本不影響爭產(chǎn)工作。

PS: 如果采用了帶APFC的方案 就強烈推薦正激輔助供電 電壓應該會(huì )更穩定。

2、如何復位

正激的變壓器沒(méi)復位能力，需要被動(dòng)的進(jìn)行復位才能正常工作。

常見(jiàn)的方案有復位繞組復位、RCD復位、LCD復位、有源鉗位復位、諧振復位。

繞組復位會(huì )增加變壓器的復雜性，而且對變壓器的耐壓提出了更高的要求，并且占空比不能大于50；

RCD復位比較簡(jiǎn)單，占空比還可以大于50，開(kāi)關(guān)管電壓應力也比較低，但是所有的勵磁能量和漏感能量都被電阻消耗了，效率會(huì )差一點(diǎn)；

LCD復位比RCD稍微好，能做到基本無(wú)損吸收，把能量返回高壓電容，但是介紹的文章比較少，沒(méi)能深入了解；

有源鉗位需要專(zhuān)門(mén)的IC，雖然能做到最高效率，占空比也能比50大，但是增加了成本和復雜性；

諧振復位增加了開(kāi)關(guān)管的電壓或者電流應力，不考慮。

綜合，最終選擇了RCD復位，但是占空比也沒(méi)有設計大于50。

3、變壓器要不要加氣息

正激變壓器理論上不需要儲能的，所以理論上不需要氣息。

剛開(kāi)始的時(shí)候沒(méi)有氣息開(kāi)環(huán)測試，開(kāi)機時(shí)磁芯有吸合聲，但是加了300W負載運行很好，沒(méi)有任何聲音。

然后悲劇從閉環(huán)開(kāi)始了，閉環(huán)后發(fā)現是能恒流而且精度也夠，但是變壓器在叫還發(fā)熱。

用示波器看波形發(fā)現是在斷續工作，于是想到了反饋環(huán)的問(wèn)題（參見(jiàn)后面的問(wèn)題4和5）。修復之后占空比連續了，但是依然存在抖動(dòng)的情況，變壓器還是發(fā)熱出聲。

是不是變壓器飽和了？看了取樣電阻上的波形更加確定了自己的觀(guān)點(diǎn)，雜亂的波形中依稀可以看到某些周期后面繞組電流急劇上升，分明是飽和的跡象。

于是，根據之前的經(jīng)驗和直覺(jué)，我撕了塊紙，測有0.08mm厚，給磁芯左右各墊1個(gè)，加了個(gè)氣息。同時(shí)把C109從電解400V4.7uF換成圖上的CBB400V0.1uF。結果果斷不叫了，變壓器賊熱的問(wèn)題也解決了。

后來(lái)猜測，變壓器初級有46mH電感，導致復位電流太小，加氣息能降低初級電感，還能減少剩磁，雖然復位電阻比原來(lái)還熱了點(diǎn)，但是變壓器能可靠工作是重點(diǎn)！

可見(jiàn)，增加氣息對提高變壓器的抗飽和能力有積極影響。

4、UC384x和電流模式的誤區

UC384x的第三腳是電流反饋腳。大家都知道能實(shí)現電流反饋來(lái)進(jìn)行保護，實(shí)際上這個(gè)腳還擔當著(zhù)更重要的作用，那就是PWM調制 其作用類(lèi)似電壓模式PWM里來(lái)自振蕩器的鋸齒波，而這一點(diǎn)被許多人忽略。

常?？吹接腥藛?wèn)為啥UC384x的3腳接地后占空比一直為最大，1和2腳完全不能控制占空比，現在應該可以理解了；3腳接地后，1和2腳控制的誤差放大器的輸出永遠大于3腳的電壓，也就不會(huì )有縮小占空比的機會(huì )了。

因此，UC384x第3腳的波形關(guān)系到整個(gè)電源能否正常工作。

5、斜率補償補償的是什么？為什么要斜率補償？什么時(shí)候需要補償？

這個(gè)估計很多初學(xué)者都聽(tīng)說(shuō)過(guò)，就是3-4腳之間的電容的作用，但是對這個(gè)名詞一知半解。

斜率補償補償補償的是UC384x第3腳的電壓變化斜率。

為什么要補償？什么時(shí)候需要補償？

當3腳斜率發(fā)生不足時(shí)就需要補償，因為3腳斜率太小會(huì )發(fā)生反饋電壓稍微變動(dòng)就作出非常大的調整導致了抽風(fēng)。

通常DCM的反激是不需要補償的，因為3腳的電壓斜率和初級電流斜率是正比的，應該是比較大的。

CCM的反激和正激（單/雙都算），甚至是CCM的Boost就需要了。因為在管子導通時(shí)電流初級電流變化小，雖然成因不一樣 但是表現形式類(lèi)似，導致3腳變化斜率小就容易抽風(fēng)，這時(shí)就需要斜率補償了。對于正激，斜率補償是必須的！