電源研發(fā)中22個(gè)常見(jiàn)經(jīng)典問(wèn)題分析
問(wèn)題1:我們小功率用到最多的反激電源,為什么我們常常選擇65K或許100K(這些頻率段附近)作為開(kāi)關(guān)頻率?有哪些原因約束了?或許哪些情況下我們可以增大開(kāi)關(guān)頻率?或許減小開(kāi)關(guān)頻率?
開(kāi)關(guān)電源為什么常常選擇65K或許100K左右規劃作為開(kāi)關(guān)頻率,有的人會(huì )說(shuō)IC廠(chǎng)家都是出產(chǎn)這樣的IC,當然這也有原因。每個(gè)電源的開(kāi)關(guān)頻率會(huì )抉擇什么?
應該從這兒去考慮原因。還會(huì )有人說(shuō)頻率高了EMC不好過(guò),一般來(lái)說(shuō)是這樣,但這不是必定,EMC與頻率有聯(lián)絡(luò ),但不是必定。想象我們的電源開(kāi)關(guān)頻率 前進(jìn)了,直接帶來(lái)的影響是什么?當然是MOS開(kāi)關(guān)損耗增大,因為單位時(shí)間開(kāi)關(guān)次數增多了。假設頻率減小了會(huì )帶來(lái)什么?開(kāi)關(guān)損耗是減小了,但是我們的儲能器 件單周期供應的能量就要增多,必定需求的變壓器磁性要更大,儲能電感要更大了。選取在65K到100K左右就是一個(gè)比較合適的閱歷折中,電源就是在折中合理化折中進(jìn)行。
假設在特別現象下,輸入電壓比較低,開(kāi)關(guān)損耗已經(jīng)很小了,不在乎這點(diǎn)開(kāi)關(guān)損耗嗎,那我們就可以前進(jìn)開(kāi)關(guān)頻率,起到減小磁性器件體積的意圖。
要害:怎樣選擇合適IC的開(kāi)關(guān)頻率?干流IC的開(kāi)關(guān)頻率為什么是大概是這么一些規劃?開(kāi)關(guān)頻率和什么有關(guān),說(shuō)的是廣泛情況,不是想鉆牛角尖許多IC還有什么不同的頻率。更多的想發(fā)散我們思維去留心到這些問(wèn)題!
在廣泛情況下:首要想提的是開(kāi)關(guān)頻率和什么有關(guān),怎樣去選擇合適開(kāi)關(guān)頻率,為什么干流IC以及開(kāi)關(guān)頻率是這么多,留心不是必定,是廣泛情況,讓新手區了解一般行為,當然開(kāi)關(guān)電源想怎樣做都可以,要能合理運用。
1、你是怎樣知道一般選擇65或許100KHZ,作為開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率的?(調研廣泛的大廠(chǎng)家干流IC,這二個(gè)會(huì )比較多,當然也有一些在這附近,還有一些是可調的開(kāi)關(guān)頻率)
2、又是怎樣在作業(yè)中發(fā)現開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)頻率確實(shí)作業(yè)在65KHZ,或100KHZ的。(從規劃角度考量,廣泛電源運用這個(gè)規劃)
3、有兩張以上的測驗65KHZ100KHZ頻率的圖片說(shuō)明嗎?(何止二張圖片,毫無(wú)意義)
4、你是否知道開(kāi)關(guān)電源可以作業(yè)在1.5HZ(你覺(jué)得這樣談?dòng)斜匾,作業(yè)沒(méi)有什么不可以,純熟鉆牛角尖,做技能牢記鉆牛角尖,那你能談?wù)劄槭裁磸V泛電源不作業(yè)在1.5HZ,說(shuō)這個(gè)才有意義,你做出1.5HZ的電源純屬毫無(wú)意義的工作)
提示:做技能人員牢記鉆牛角尖,我們不是校園研討派,是需求將理論與實(shí)踐現結合起來(lái),做出來(lái)的產(chǎn)品才是有意義的產(chǎn)品!
問(wèn)題2:LLC中為什么我們常在二區規劃開(kāi)關(guān)頻率?一區和三區為什么不可以?有哪些要素約束呢?或許假設選取一區和三區作為開(kāi)關(guān)頻率會(huì )有什么結果呢?
LLC的原理是運用理性負載隨開(kāi)關(guān)頻率的增大而感抗增大,來(lái)進(jìn)行調度輸出電壓的,也就是PFM調制。并且MOS管注冊損耗ZVS比ZCS小,一區是 容性負載區,天然不可取。那么三區,開(kāi)關(guān)頻率大于諧振頻率,這個(gè)仍是理性負載區,按道理MOS完結ZVS沒(méi)有問(wèn)題,確實(shí)如此。但是我們不能疏忽副邊的輸出 二極管關(guān)斷。也就是原邊MOS管關(guān)斷時(shí),諧振電流并沒(méi)有減小到和勵磁電流相等,完結副邊整流二極管軟關(guān)斷。這也是我們一般也不選擇三區的原因。
我們不能只按前人的閱歷去規劃,而要知道只所以這樣規劃是有其必定的道理的!
問(wèn)題3:當我們反激的占空比大于50%會(huì )帶來(lái)什么?好的方面有哪些?不好的方面有哪些?
反激的占空比大于50%意味著(zhù)什么,占空比影響哪些要素?
榜首:占空比規劃過(guò)大,首要帶來(lái)的是匝比增大,主MOS管的應力必定前進(jìn)。一般反激選取600V或650V以下的MOS管,本錢(qián)考慮。占空比過(guò)大必定接受不起。
第二:很重要的是許多人知道,需求斜坡補償,否則環(huán)路震動(dòng)。不過(guò)這也是有條件的,右平面零點(diǎn)的發(fā)作需求作業(yè)在CCM方法下,假設規劃在DCM方法 下也就不存在這一問(wèn)題了。這也是小功率為什么規劃在DCM方法下的其間一個(gè)原因。當然我們規劃滿(mǎn)意好的環(huán)路補償也能戰勝這一問(wèn)題。
當然在特別現象下也需求將占空比規劃在大于50%,單位周期內傳遞的能量增加,可以減小開(kāi)關(guān)頻率,抵達提高功率的意圖,假設反激為了功率做高,可以考慮這一方法。
問(wèn)題4:反激電源假設要做到必定的功率,需求從哪些方面著(zhù)手?準諧振?同步整流?
反激的一大下風(fēng)就是功率問(wèn)題,改善功率有哪些途徑可以考慮的呢?減小損耗是必定的,損耗的點(diǎn)有開(kāi)關(guān)管,變壓器,輸出整流管,這是首要的三個(gè)部分。
開(kāi)關(guān)管我們知道反激首要是PWM調制的硬開(kāi)關(guān)居多,開(kāi)關(guān)損耗是我們的一大難點(diǎn),好在軟開(kāi)關(guān)的出現看到了希望。反激無(wú)法向LLC那樣做到全諧振,那只 能朝準諧振去開(kāi)展(部分時(shí)間段諧振),這樣的IC也有許多問(wèn)世,我司用的較多是NCP1207,通過(guò)在MOS管關(guān)斷后,下一次注冊前1腳檢測VCC電壓過(guò)零后,然后在一個(gè)設定時(shí)間后注冊下一周期。
變壓器的損耗怎樣做到最小,完美運用的變壓器后邊問(wèn)題會(huì )觸及到。
同步整流一般在輸出大電流情況下,副邊整流流二極管,哪怕用肖特基損耗仍然會(huì )很大,這時(shí)分選用同步整流MOS代替肖特基二極管。有些人會(huì )說(shuō)這樣本錢(qián)高不如用LLC,或許正激呢,當然沒(méi)有最好的,只需更合適的。
問(wèn)題5:電源的傳導是怎樣構成的?傳導的途徑有哪些?常用的手法?電源的輻射受哪些東西影響?怎樣做大功率的EMC?
電源傳導丈量方法是通過(guò)接收輸入端口L,N,PE來(lái)自電源內部的高頻煩擾(一般150K到30M)。
處理傳導有必要弄清楚通過(guò)哪些途徑削弱端口接收到的煩擾。
一般有二種方法:L,N差模成分,以及通過(guò)PE地回路的共模成分。有些頻率是差共模均有。
通過(guò)濾波的方法:一般選用二級共模分配Y電容來(lái)濾去,選擇的方法技巧也很重要,布板影響也很大。一般挨近端口放置低U電感,最好是鎳鋅質(zhì)料,專(zhuān)門(mén)針 對高頻,繞線(xiàn)方法選用雙線(xiàn)并繞,削減差模成分。后級一般放置感量較大,在4MH到10MH附近,只是閱歷值,詳細需求與Y電容分配。X電容濾差模也需求挨近端口,一般放在二級共模中間。放置Y電容,電容布板時(shí)走線(xiàn)需求加粗,不可外掛,否則效果很差。(這些只是輸入濾波網(wǎng)絡(luò )上做文章)
當然也可以從源頭上下手,傳導是輻射耦合到線(xiàn)路中的成果,削弱了開(kāi)關(guān)輻射也能對傳導帶來(lái)長(cháng)處。影響輻射的幾處一般有MOS管注冊速度,整流管導通關(guān)斷,變壓器,以及PFC電感等等。這些電路上的規劃需求與其他方面折中不做臚陳。
一些閱歷技巧:針對大功率的EMC一般需求增加屏蔽,馬到成功,屏蔽的部位一般有幾處選擇:
榜首:輸入EMI電路與開(kāi)關(guān)管間屏蔽,這對EMC有很大的效果,許多靠濾波器無(wú)效的選用該方法一般很有效果。
第二:變壓器初次級屏蔽,一般規劃變壓器若有空間最好加上屏蔽。
第三:散熱器的方位能很好充當屏蔽,合理布板運用,散熱器接地選擇也很重要。
第四:判別輻射源頭方位,一般有幾個(gè)簡(jiǎn)單的方法,不用定完全準確,可以參看,輸入線(xiàn)套磁環(huán)若對EMC有長(cháng)處,一般是原邊MOS管,輸出線(xiàn)套磁環(huán)若對EMC有效果,一般是副邊輸出整流管,特別是大于100M的高頻?梢钥紤]在輸出加電容或許共模電感。
當然還有許多其他的細節技巧,特別是布板環(huán)路方面的,后邊對LAYOUT會(huì )單獨解說(shuō)。
問(wèn)題6: 我們選擇拓撲時(shí)需求考慮哪些方面的要素?各種拓撲運用環(huán)境及優(yōu)缺點(diǎn)?
規劃電源的榜首步不知道我們會(huì )想到什么呢?我是這么想,詳盡研討客戶(hù)的技能方針要求,轉換為電源的標準書(shū),與客戶(hù)交流方針,不同的方針意味著(zhù)規劃難度和本錢(qián),也是對我提出的問(wèn)題有很大的影響,選擇拓撲時(shí)根據我們的電源方針結合成原本考慮的,哪常用的幾種拓撲特征在哪呢 ?
這兒首要談隔絕式,非隔絕式應用有限,當然也是本錢(qián)最低的。
反激:適用在小于150W,理論這么說(shuō),實(shí)踐大于75W就很少用,不談很特別的情況。反激的有點(diǎn)本錢(qián)低,調試簡(jiǎn)單(相關(guān)于半橋,全橋),首要是 磁芯單向勵磁,功率由局限性,功率也不高,首要是硬開(kāi)關(guān),漏感大等等原因。全電壓規劃(85V-264V)功率一般在80%以下,單電壓抵達80%很簡(jiǎn)單。
正激:功率適中,可做中小功率,功率一般在200W以下,當然可以做很大功率,只是不常常這么做,原因是正激和反激相同單向勵磁,做大功率磁芯體積要求大,當然選用2個(gè)變壓器串并聯(lián)的也有,留心只談一般現象,不誤導新人。正激有點(diǎn),本錢(qián)適中,當然比反激高,長(cháng)處功率比反激高,特別選用有源箝位做 原邊吸收,將漏感能量重新運用。
半橋:現在比較火的是LLC諧振半橋,中小功率,大功率通吃型。(一般大于100W小于3KW)。特征本錢(qián)比反激正激高,因為多用了1個(gè)MOS管 (雙向勵磁)和1個(gè)整流管,控制IC也貴,環(huán)路規劃業(yè)凌亂(一般選用運放,特別還要做電流環(huán))。長(cháng)處:選用軟開(kāi)關(guān),EMC好,功率極高,比正激高,我做過(guò) 960W LLC,功率可達96%以上(全電壓)(當然PFC是選用無(wú)橋方法)。其它半橋我不引薦,至少我不會(huì )去用,比較老的不對稱(chēng)橋,很難做到軟開(kāi)關(guān),LLC老練從前用的多,現在很少用,至少艾默生等大公司都傾向于LLC,跟著(zhù)干流走一般都不會(huì )錯。
全橋:一般用在大于2KW以上,首推移相全橋,特征,雙向勵磁,MOS管應力小,比LLC應力小一半,大功率特別輸入電壓較高時(shí),一般用移相全橋, 輸入電壓低用LLC。本錢(qián)特別高,比LLC還多用2個(gè)MOS。這還不是首要的,首要是驅動(dòng)凌亂,一般的IC驅動(dòng)能力都達不到,要將驅動(dòng)擴大,選用隔絕變壓器驅動(dòng),這兒才是本錢(qián)高的另一方面。
推挽:應用在大功率,特別是輸入電壓低的大功率場(chǎng)合,特征電壓應力高,當然電流應力小,大功率用全橋仍是推挽一般看輸入電壓。變壓器多一個(gè)繞組,管子應力要求高,當然常提到的磁偏磁也需求戰勝。這個(gè)我真沒(méi)用過(guò),沒(méi)觸及電力電源,很難用到它的時(shí)分。
問(wèn)題7:考慮電源本錢(qián)時(shí),我們要從哪里下手呢?
規劃電源,本錢(qián)點(diǎn)評必不可少,現在客戶(hù)將電源的本錢(qián)壓得很低,各大競爭對手無(wú)不都在打價(jià)格戰,我們都能做出電源來(lái),就看誰(shuí)做得更廉價(jià),才干贏(yíng)得訂單,從哪些方面下手有利于我們本錢(qián)呢:
榜首:技能方針。電源技能方針越高,本錢(qián)越高,假設你的電源本錢(qián)高了,那你可以打你的功用方針賣(mài)點(diǎn),多了功用要求,電路增多了本錢(qián)天然高。也是和客戶(hù)談話(huà)的本錢(qián)。
第二:物料收買(mǎi)本錢(qián),為什么大公司電源獲利高?無(wú)非是他們有著(zhù)優(yōu)越的收買(mǎi)途徑,收買(mǎi)量大,物料本錢(qián)低,當然本錢(qián)更低。假設不考慮收買(mǎi),作為工程師必 須弄清楚不同物料對應的本錢(qián),比如能用貼片,少用插件,(比如插件電阻比貼片本錢(qián)高),能用國產(chǎn),不用臺資,能用臺資不用日系,這兒的價(jià)格差異不菲。(比 如日系電容比國產(chǎn)電容價(jià)格高幾倍不止!當然質(zhì)量也有差異)
第三:影響本錢(qián)的重要器件:變壓器,電感,MOS管,電容,光耦,二極管及其他半導體器件,IC等。 不同的變壓器廠(chǎng)家繞出來(lái)的變壓器價(jià)格差異很大,MOS管應力,熱阻選擇夠用就行,IC方案的本錢(qián)等。
其它方面導致本錢(qián)問(wèn)題:器件散熱器,大小合適,多了就是浪費錢(qián)。PCB布板,能用單面板用成雙面板就是浪費錢(qián),PCB布板工藝,選擇合理的工藝加工本錢(qián)低,出產(chǎn)功率高。
問(wèn)題8:電源的環(huán)路規劃,電源哪些部分影響電源的環(huán)路?好的環(huán)路有哪些方針抉擇?
電源的環(huán)路規劃一直是一個(gè)難點(diǎn),為什么這么說(shuō),因為首要影響的要素太多,理論核算很難做到準確,仿真也是根據理想化模型,在這兒只談關(guān)于環(huán)路規劃的一些影響要素,從定性的角度去了解環(huán)路以及怎樣去做環(huán)路補償。
環(huán)路是根據輸入輸出不堅定時(shí),需求通過(guò)反響,環(huán)路相應奉告控制IC去調度,維持輸出的安穩。電源環(huán)路一般都是串聯(lián)負反響,有的是電壓串聯(lián)負反響(CC方法下),有的是電流串聯(lián)負反響(CV方法下)。
那有哪些地方會(huì )影響環(huán)路呢?電路中的零點(diǎn)以及極點(diǎn)。零點(diǎn)一般會(huì )導致增益上升,引起90度相移(右半平面零點(diǎn)會(huì )引起-90度相移)。極點(diǎn)一般會(huì )導致增益下降,引起-90度相移,左半平面極點(diǎn)會(huì )引起系統震動(dòng)。所以我們需求憑仗零點(diǎn)極點(diǎn)補償手法去合理調控我們的環(huán)路。關(guān)于低頻部分,為了滿(mǎn)意滿(mǎn)意增益一般引進(jìn)零點(diǎn)補償,關(guān)于高頻煩擾一般引進(jìn)極點(diǎn)補償去抵消,削減高頻煩擾。
環(huán)路安穩的原則是:
1.在穿越頻率處(即增益為零dB時(shí)的頻率),系統的相位余量大于45度。
2.在相位抵達-180度時(shí)增益的余量大于-12dB.3.防止過(guò)快的進(jìn)入穿越頻率,在進(jìn)入穿越頻率附近的曲線(xiàn)斜率為-1。
針對一般反激電路:
1.發(fā)作零點(diǎn)的有輸出濾波電容 :可以使環(huán)路增益上升。(一般在中頻4K左右,對增益有長(cháng)處,無(wú)需補償)
2.若作業(yè)在CCM方法下還會(huì )發(fā)作右半平面零點(diǎn)。在高頻段,可選用極點(diǎn)補償。這個(gè)一般很難補償,盡量防止,讓穿越頻率小于右半平面零點(diǎn)頻率(15K 左右,隨負載改變會(huì )改變)選取。
3.負載會(huì )發(fā)作低頻極點(diǎn)。選用低頻零點(diǎn)去補償。
4.LC濾波器會(huì )發(fā)作低頻極點(diǎn),需求選用零點(diǎn)補償。在心中要清楚哪些零極點(diǎn) 是利是弊,針對性補償。
補償的電路,針對電源環(huán)路來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單,一般選用對運放選用2型補償,也有的會(huì )選用3型補償很少用。
問(wèn)題9:對各種拓撲的軟開(kāi)關(guān)方法有哪些?軟開(kāi)關(guān)是怎樣完結的?
軟開(kāi)關(guān)現在運用很一再,一來(lái)可以提高次功率,二來(lái)可以利于EMC。許多拓撲都開(kāi)始運用軟開(kāi)關(guān)了,就連反激假設為了做高功率也引進(jìn)了準諧振來(lái)完結軟開(kāi)關(guān),這個(gè)在前面問(wèn)題已講過(guò)。LLC的軟開(kāi)關(guān)在前面問(wèn)題也提過(guò)完結條件,詳細完結進(jìn)程沒(méi)有細講。這兒就共享下我對軟開(kāi)關(guān)的了解。
完結條件及進(jìn)程:運用軟開(kāi)關(guān)需求二個(gè)元素,一個(gè)是C一個(gè)是L來(lái)完結諧振(當然也可以多諧振方法),諧振會(huì )發(fā)作正弦波,正弦波就能完結過(guò)零。假設是串聯(lián)諧振歸于電壓諧振,并聯(lián)諧振歸于電流諧振。
其次軟開(kāi)關(guān)和硬開(kāi)關(guān)的差異是:硬開(kāi)關(guān)進(jìn)程中電壓電流有堆疊,軟開(kāi)關(guān)要么電流為零(ZCS)要么電壓為零(ZVS)。MOS管的軟開(kāi)關(guān)可以運用結電容 或許并電容,然后串電感完結串聯(lián)ZVS,例如準諧振反激,有源箝位吸收電路,移向全橋的軟開(kāi)關(guān)。也有LC并聯(lián)ZCS,不過(guò)用的很少,因為MOS管ZVS的 損耗小于ZCS。LLC歸于串并聯(lián)式,不過(guò)我們運用的是ZVS區。(在死區的時(shí)分諧振電流過(guò)零,上管軟注冊前,先給下管結電容充電,上管完結軟注冊)
問(wèn)題10:什么樣的變壓器才算是最完美適用的?變壓器抉擇了什么,影響了什么?
規劃變壓器是各種拓撲的中心點(diǎn)之一,變壓器規劃的好壞,影響電源的方方面面,有的無(wú)法作業(yè),有的功率不高,有的EMC難做,有的溫升高,有的極限情況會(huì )豐滿(mǎn),有的安規過(guò)不了,需求歸納各方面的要素來(lái)規劃變壓器。
規劃變壓器從哪里下手呢?一般來(lái)說(shuō)根據功率來(lái)選擇磁芯大小,有閱歷的可參看自己規劃過(guò)的,沒(méi)閱歷的只能依照AP算法去算,當然還要留有必定的余量,最終試驗去查驗規劃的好壞。
一般小功率反激引薦的用的比較多EE型,EF型,EI型,ER型,中大功率PQ的用的比較多,這兒面也有每個(gè)人的習氣以及不同公司的途徑差異,功率很大的,沒(méi)有合適的磁芯,可以二個(gè)變壓器原邊串副邊并的方法來(lái)做。
不同拓撲對變壓器的要求也不相同,比如反激,需求考慮的是需求作業(yè)在什么方法下,感量怎樣調度適中。特別是多路輸出必定要留心負載調整率滿(mǎn)意需求, 耦合的效果要好,比如選用并繞,均勻繞制,以及副邊匝數盡可能增多。MOS管耐壓抉擇匝比,怎樣選取合適的占空比,選取多大的Bmax(一般小于 0.35,當然0.3更好,即時(shí)短路也不會(huì )豐滿(mǎn)太嚴峻)有的還需求增加屏蔽來(lái)整改EMC,原副邊屏蔽一般加2層,外屏蔽1層就好。
大功率變壓器一般更多的是關(guān)注損耗,需求銅損和磁損抵達平衡,還要考慮到風(fēng)冷天然冷,電流密度多大合適,功率稍大(大于150W)的一般電流密度相對取小些(3.5-4.5),功率小的(5.0-7.0)。
還要清楚電源過(guò)的什么安規,擋墻是不是滿(mǎn)意,層間膠帶是否設置合理也是不可以忽視的,一旦要做認證去改變壓器也是影響進(jìn)展的。
問(wèn)題11:我們真的需求到沉迷規劃東西,依托仿真的境地嗎?
電源的規劃東西首要用在以下幾個(gè)方面:
1.選擇磁芯及規劃變壓器;
2.環(huán)路仿真規劃;
3.主功率拓撲仿真;
4.仿照電路仿真;
5.熱仿真(針對大功率);
6.核算東西(核算書(shū))等。
關(guān)于新人來(lái)說(shuō),我給的建議少用東西,多核算,自己掌握規劃的進(jìn)程,因為東西是人做的,不同人的規劃習氣差異,不能用一個(gè)固定的規劃方法來(lái)規劃不同的電源。
有些仿真可以與規劃相結合:比如環(huán)路規劃好后是很難直接滿(mǎn)意規劃需求的,仿真可以在試驗前很好驗證,但仿真也不是完全和試驗相同,至少不會(huì )差太遠。
熟練運用Mathcad和Saber也是必要的,只是許多我們需求弄清原理的層面,把東西只需求作為核算器來(lái)運用,更快速便當更高效來(lái)滿(mǎn)意我們規劃就好,想純依托東西來(lái)規劃電源,無(wú)疑是走入極大誤區。
問(wèn)題11:我們真的需求到沉迷規劃東西,依托仿真的境地嗎?
電源的規劃東西首要用在以下幾個(gè)方面:
1.選擇磁芯及規劃變壓器
2.環(huán)路仿真規劃
3.主功率拓撲仿真
4.仿照電路仿真
5.熱仿真(針對大功率)
6.核算東西(核算書(shū))等
關(guān)于新人來(lái)說(shuō),我給的建議少用東西,多核算,自己掌握規劃的進(jìn)程,因為東西是人做的,不同人的規劃習氣差異,不能用一個(gè)固定的規劃方法來(lái)規劃不同的電源。
有些仿真可以與規劃相結合:比如環(huán)路規劃好后是很難直接滿(mǎn)意規劃需求的,仿真可以在試驗前很好驗證,但仿真也不是完全和試驗相同,至少不會(huì )差太遠。
熟練運用Mathcad和Saber也是必要的,只是許多我們需求弄清原理的層面,把東西只需求作為核算器來(lái)運用,更快速便當更高效來(lái)滿(mǎn)意我們規劃就好,想純依托東西來(lái)規劃電源,無(wú)疑是走入極大誤區。
問(wèn)題12:評判一塊電源板LAYOUT好壞有哪些地方能言必有中發(fā)現?
什么樣的PCB是一塊好的PCB,至少要滿(mǎn)意以下一個(gè)方面:
1.電功用方面煩擾小,要害信號線(xiàn)及底線(xiàn)走的合理,各方面功用安穩(前提是電路無(wú)缺點(diǎn));
2.利于EMC,輻射低,環(huán)路走的合理;
3.滿(mǎn)意安規,安規距離滿(mǎn)意要求;
4.滿(mǎn)意工藝,量產(chǎn)可出產(chǎn)性,以及減小出產(chǎn)本錢(qián);
5.美麗,布局規矩有序 (器件不雜亂無(wú)章),走線(xiàn)美麗美麗,不七彎八繞的。
怎樣才干做到以上幾點(diǎn),共享我的布板閱歷:
1.布局前,了解清楚電源的標準書(shū),電源的標準,有無(wú)特別要求,以及要過(guò)的安規標準。結構輸入條件是不是準確,以及風(fēng)道確實(shí)認,輸入輸出端口確實(shí)認,以及主功率流向。工藝路途選取,根據器件的密度,以及有無(wú)特別器件,選擇相對應工藝路途。
2.布局中,留心合理的布局,保證四大環(huán)路盡可能小,提前預判后續走線(xiàn)是否好走。變壓器的擺放基本抉擇了整體的布局,必定要慎重,放到最佳方位。 EMI部分的布局流向明晰,與其它主功率部分有明晰的隔絕帶。削減受到主功率開(kāi)關(guān)器件的煩擾。各吸收回路的面積盡可能小,散熱器的長(cháng)度以及方位要合理,不擋風(fēng)道。
3.走線(xiàn)部分,輸入EMI電路的走線(xiàn)是否滿(mǎn)意安規,原副邊距離,輸入輸出對大地的距離都要滿(mǎn)意安規。走線(xiàn)的粗細是否滿(mǎn)意滿(mǎn)意的電流大小,要害信號(例如驅動(dòng)信號,采樣信號,地線(xiàn)是否合理),驅動(dòng)信號不要煩擾靈敏信號(高頻信號);采樣信號是否采樣準確,是否會(huì )受到煩擾;地線(xiàn)是否拉得合理(有時(shí)需求單點(diǎn)接地,有時(shí)需求多點(diǎn)接地跟實(shí)踐需求有關(guān)),主功率地和信號地嚴格區分隔,原邊芯片地從采樣電阻取,不要從大電解。ㄌ貏e是采樣電阻和大電解地距離遠時(shí)),VCC的地前級地回大電解,二級電容地接芯片,反響信號也單點(diǎn)接IC,地單點(diǎn)接IC。散熱器的地有必要接主功率地,不能接信號地等等許多的細節要求。
問(wèn)題13:電源的元器件你懂多少?MOS管結電容多大,對哪些有影響?RDS跟溫度是什么聯(lián)絡(luò )?肖特基反向恢復電流影響什么?電容的ESR會(huì )帶來(lái)哪些影響?
電源中的規劃的器件類(lèi)型許多,首要有半導體器件如:MOS管,三極管,IC,運放,二極管,光耦等;磁性器件:電感,變壓器,磁珠等;電容:Y電容,X電容,瓷片電容,電解電容,貼片電容等;每種器件都有其標準,極限參數。
常規的參數在我們選型很簡(jiǎn)單掌握,例如選取MOS管,耐壓參數肯定會(huì )考慮,額定電流也會(huì )考慮,導通電阻我們會(huì )考慮,但還有一些寄生參數以及一些隨溫 度改變特性的參數卻很少去留心,或許只需在發(fā)現問(wèn)題的時(shí)分才會(huì )去找。導通電阻Rds(on)隨溫度升高其阻值是變大的,規劃M(mǎn)OS管損耗時(shí)要考慮到其作業(yè)的環(huán)境溫度。結電容影響到我們的注冊損耗,也會(huì )影響到EMC。
肖特基二極管耐壓,額定電流一般很好留心,有些參數例如導通壓降在溫度升高時(shí)會(huì )減小,反向恢復時(shí)間短,不過(guò)漏電流大(特別是考慮到高溫時(shí)漏電流影響就更大了),寄生電感會(huì )引起關(guān)斷尖峰很高。
電容一個(gè)重要參數ESR,在核算紋波時(shí)一般會(huì )考慮,ESR一般與C的相關(guān)是很大的,不過(guò)不同廠(chǎng)家的質(zhì)量要素影響也是很巨大,必定要詳細分清楚。
一般預算公司可參看:ESR=10/(C的0.73次方),電容在高溫時(shí)壽數會(huì )縮短,低溫時(shí)容量會(huì )減小,漏電流也會(huì )增加等等;
當然器件在特別現象表現出來(lái)的特性差異是值得我們考慮的問(wèn)題,請我們多多思量,關(guān)于我們處理特別情況下的問(wèn)題十分有協(xié)助。
問(wèn)題14:你對磁性材料了解多少,磁環(huán)和磁芯有哪些差異?低磁環(huán)和高磁環(huán)用在什么情況?
磁性器件對開(kāi)關(guān)電源的重要性不言而喻,可以說(shuō)是電源的心臟部位。 磁性材料的品種也繁復,常用來(lái)做變壓器的一般是鐵氧體材料,首要是價(jià)格廉價(jià),開(kāi)關(guān)頻率最大能做到1000K,夠一般情況下運用了。鐵氧體磁芯既可以做主變壓器也可以做電感,如PFC電感(一般鐵硅鋁質(zhì)料居多,性?xún)r(jià)比高),儲能電感也可以。當然在要求高的情況下,特別是大功率一般用磁環(huán),首要是感量可以做大,不易豐滿(mǎn),相對鐵氧體磁芯來(lái)說(shuō),不過(guò)缺點(diǎn)是價(jià)格貴,特別是大電流,繞制工藝較困難。磁環(huán)也分高U值和低U值,首要也是磁環(huán)的材料不同照成,高U環(huán)磁環(huán)外觀(guān)是綠色,一般EMI電路的共模電感選用,感量會(huì )相對較大濾低頻,顏色偏灰的是低U環(huán),感量很低,濾高頻。一般為了EMC都是分配運用效果一般都比較好!
問(wèn)題15:電源損耗是怎樣分布的?MOS管損耗?變壓器損耗?變壓器除了直流損耗,還有交流損耗怎樣算的?
電源損耗一般集中在以下一些方面:
1.MOS管的注冊損耗及導通損耗;
2.變壓器的銅損和鐵損;
3.副邊整流管的損耗;
4.橋式整流的損耗。
5.采樣電阻損耗;
6.吸收電路的損耗;
7.其它損耗:PFC電感損耗,LLC的諧振電感損耗,同步整流的MOS管損耗等。
針對這些損耗,恰當的減小可以提高功率。1.針對MOS管可選用開(kāi)關(guān)速度快的,導通電阻低的,電路上課選用軟開(kāi)關(guān)。2.針對變壓器:選擇合適大小的磁芯,磁芯太小損耗會(huì )大,很難做到銅損和鐵損平衡。特別是銅損不只有直流損耗還有交流損耗,交流損耗一般比直流損耗還大2倍,因為銅線(xiàn)在高頻下的交流阻抗比直流阻抗大的多,核算時(shí)必定要充分預算進(jìn)去。
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