news 2026/6/25 22:12:58

基于 OB2513x开关芯片的PSR DCM模式反激电源的FB波形

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
基于 OB2513x开关芯片的PSR DCM模式反激电源的FB波形

基于OB2513x数据手册的内部控制逻辑,当系统由恒压(CV)模式进入恒流(CC)模式(即输出过载导致电压跌落)时,FB引脚上的波形形态采集到的电压值会发生显著变化。

核心结论是:进入CC模式后,FB引脚在退磁期间呈现的“平台电压”幅值会整体降低;而内部“采样保持”电路采集到的电压值会从恒压时的 2.5V(基准)跌落至 2.5V 以下。

以下是具体的波形表现和电压差异分析:

1. FB引脚的实际波形形态(示波器观察)

无论CV还是CC模式,反激DCM模式下FB引脚的瞬时波形都由三部分组成:

  • 导通期间(Ton):由于辅助绕组同名端关系,电压为负(被钳位在-0.7V左右)。

  • 关断退磁期间(Tdemag):电压为正,形成一个平台。该平台的幅值正比于输出电压,即

  • 退磁结束后(死区):平台消失,波形变为衰减振荡(振铃)并趋于0V。


2. 关键差异:采集到的电压(内部寄存器值)

OB2513x 内部不是在任意时刻采集FB电压,而是在退磁末期(次级电流接近零时)进行采样保持。

  • 恒压(CV)模式(正常带载)

    • 此时输出电压稳定在设定值(如5V)。

    • 辅助绕组平台电压恒定。内部误差放大器(EA)闭环工作,调节开关频率/PWM宽度,使采样到的FB电压精准等于内部基准电压 Vref_fb(典型值为2.500V)。

    • 结果:单片机或内部逻辑采集到的电压值稳定在2.5V

  • 恒流(CC)模式(输出电压跌落)

    • 负载继续加重,输出电压开始跌落(如从5V跌至4V或更低)。

    • 辅助绕组平台电压随之等比例下降,导致FB引脚被采集到的电压低于2.5V。

    • 此时,因为误差放大器输出已达到最大值(饱和),芯片不再调节电压,而是转入CC控制。根据数据手册第7页描述:“当采样电压低于 Vref_EA 且误差放大器输出达到最大值时,开关频率由采样电压控制以调节输出电流”。

    • 结果:采集到的FB电压跌落至< 2.5V(例如 2.0V 或 1.5V,具体取决于输出电压跌落的程度)。


3. 详细对比表格

对比维度恒压(CV)模式恒流(CC)模式(过载/电压跌落)
输出电压稳定在额定值(如5V)随负载加重而跌落(低于额定值)
FB平台幅值较高且恒定(对应额定输出电压)较低(对应跌落后的输出电压)
内部采样/保持值等于 2.5V(Vref_fbVref_fb​)低于 2.5V(低于内部基准)
误差放大器(EA)状态线性放大区,处于闭环调节状态饱和区(输出达到上限,开环状态)
芯片控制逻辑调节频率/脉宽以稳住 2.5V 基准进入PFM模式,采样值越低,频率越低(或改变Ton)以限制输出功率,实现恒流
退磁时间(Tdemag)随负载变化,但由CV环路稳定控制因输出电压降低,在相同峰值电流下,TdemagTdemag​ 会变长

4. 定量关系(跌落幅度的计算)

如果你用万用表或示波器DC档测量FB引脚的平均电压,会发现CC模式下显著降低。其电压差值 ΔVFB与输出电压跌落值 ΔVO的关系为:

特别注意:OB2513x 内部设计了线缆压降补偿(Cable Drop Compensation)。在CV模式正常带载时,为了补偿线损,FB采样值虽然等于2.5V,但实际输出脚电压会略高于设定值。进入CC模式后,输出电压严重跌落,线缆补偿功能随之失效,这也使得FB采集电压相比CV满载时会加速降低。

5. 总结排查建议

当你在调试时发现FB引脚电压低于2.5V,且VDD、CS波形正常,这恰恰说明芯片已经正确进入了恒流保护(CC)或短路保护状态。如果想恢复正常CV模式,需要减轻负载或增大输出功率能力(如减小CS电阻、增大变压器感量)。

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