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开关电源设计必须注意的几十个细节(二)

来源:东莞市成良智能科技   发布时间:2019-08-13   点击量:1115


接着上文的点来继续说说开关电源设计剩下的一些细节,请往下面看:
32.反激拓补结构,变压器B值需小于3500高斯,如果变压器饱和一切动作将会失控。
开关电源之变压器的磁饱和一定要确认,重重之重,这是首条安全性能保障,包括过流点的磁饱和、开机瞬间的磁饱和、输出短路的磁饱和、高温下的磁饱和、高低压的磁饱和。
33.结构设计,散热片使用螺丝固定参考以下表格设计,实际应用中应增加0.5-1mm余量:BOM表上写的螺丝规格一定要对,不然量产时会让你难受
34.结构设计,AC PIN焊线材的需使用勾焊,如果不是则要点白胶固定。理由:安规要求,经常被第三方机构退回样品,整改
35.传导整改,分段处理经验,这只是处理的一种方法,有些情况并不是能直接套用。
36.辐射整改,分段处理经验,适合一些新手工程师,提供一个参考的方向,有些情况并不是能直接套用,最主要的还是要搞清楚开关电源之EMI产生的机理。
37.关于开关电源之PCB碰到的问题,为什么99SE画板覆铜填充的时候填不满这个位置?像是有死铜一样。
38.开关电源之变压器铜箔屏蔽主要针对传导,线屏蔽主要针对辐射,当传导非常好的时候,有可能你的辐射会差,这个时候把变压器的铜箔屏蔽改成线屏蔽,尽量压低30M下降的位置,这样整改辐射会快很多。

开关电源之EMI整改技巧之一
39.测试辐射的时候,多带点不同品牌的MOS、肖特基。有的时候只差2、3dB的时候换一个不同品牌会有惊喜。
开关电源之EMI整改技巧之二
40.VCC上的整流二极管,这个对辐射影响也是很大的。
一个惨痛案例,一款过了EMI的产品,余量都有4dB以上,量产很多次了,其中有一次量产抽检EMI发现辐射超1dB左右,不良率有50%,经过层层排查、一个个元件对换。最终发现是VCC上的整流二极管引发的问题,更换之前的管子(留低样品),余量有4dB。对不良管子分析,发现管子内部供应商做了镜像处理。
41.一个冷知识,如何测量开关电源之PCB的铜箔厚度?
方法:在PCB板上找一条光滑且长的线条,测量其长度L,再测宽度W,再用DC源加1A电流在其两端测得压降U依据电阻率公式得出以下公式:
例:取一段PCB铜箔,长度L为40mm,宽度为10mm,其通过1A电流两端压降为0.005V,求该段铜箔厚度为多少um?
42.一款36W适配器的EMI整改案例,输出12V/3A,多图对比,整改花费时间3周。
变压器绕法一:Np1→VCC→Ns1→Ns2→铜屏蔽0.9Ts→Np2   PCB关键布局:Y电容地→大电容地,变压器地→Vcc电容→大电容地
注:开关 电源之变压器所有出线没有交叉
130-200M主要原因在于PCB布局问题和二次侧的肖特基回路,改其它地方作用不大,开关电源之肖特基套磁珠可以完全压下来为了节约成本,公司并不让我这样做,因为套磁珠影响了成本,当即NG掉此PCB布局,采用图一a方式PCB关键布局走线。
变压器绕法不变:Np1→VCC→Ns1→Ns2→铜屏蔽0.9Ts→Np2PCB关键布局:Y电容地→变压器地→大电容地
注:开关电源之变压器内部的初级出线及次级出线有交叉
结论:
一:开关电源之变压器出线需做到不交叉;
二:开关电源之Y电容回路走线越短越好先经过变压器地再回到大电容地,不与其它信号线交叉;
43.一款48W(36V/1.33A)整改EMI案例,仅仅是调整了肖特基吸收就把30-40M压下来。
44.安规距离一览表。
45.刚入门使用CAD、PADS上容易遇到的问题。
a.PADS画好的PCB导出为DXF文件,CAD打开后是由双线组成的空心线段,使用多次后,解决方法是使用X命令就可以变成单根线
b..CAD图档线框转PADS做PCB外框图方法:
step1.在CAD里面刪掉沒有的线,只剩下板框,其它线也可以不删。
step2.在键盘上敲PE,回车,鼠标点中其中一边,再敲Y,回车,再敲J,回车,拖动鼠标把整个板框选中,回车,按Esc键退出此模式。
step3.比例调整,SC 按空格,选取整个板框,按空格,任意地方单击鼠标一下, 比例: 39.37 ,按空格。
46.在画开关电源之PCB定义变压器脚位时,要考虑到变压器的进线和出线是否会交叉,因为各绕组之间的绕线在边界处存在有45-90度的交叉,需在交叉出线处加一个套管到pin脚。
47.开关电源之PCB的热点区域一定要远离输入、输出端子,防止噪声源串到线上导致EMI变差,在不得已而为之时,可增加地线或其它屏蔽方式进行隔离。
48.驱动电阻尽量靠近MOS、电流采样的电阻尽量靠近芯片,避免产生其它看不到的后果。
开关电源之PCB布局铁律
49.分享一个辐射整改案例,一个长条形散热片有2个脚,2只脚都接地,辐射硬是整不过,后来把其中一只脚悬空,辐射频段变好。后面分析原因是2只脚接地会产生磁场回路。
50.配有风扇的开关电源,PCB布局要考虑风路。
51.开关电源之棒型电感两条腿之间,禁止走弱信号走线,否则发生的意外你都找不到原因。
52.开关电源之变压器磁芯形状选用小结
a..EE,EI,EF,EEL类,常用来制作中小功率的变压器,成本低,工艺简单
b..EFD,EPC类,常用来制作对高度有限制的产品,适合做中小功率类
c..EER,ERL,ETD类,常用来制作大中型功率的变压器,特别适合用来制作多路输出的大功率主变压器,且变压器漏感较小,比较容易符合安规
d..PQ,EQ,LP类,该磁芯的中间柱较一般的磁芯要大,产品漏感较小,适合做小体积大功率的变压器,输出组数不能过多
e..RM,POT类,常用来制作通讯类或中小功率高频变压器,本身的磁屏蔽很好,容易满足EMC特性
f..EDR类,一般常用于LED驱动,产品厚度要求薄,变压器制做工艺复杂
53.开关电源之某些元器件或导线之间可能有较高电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。
如反激一次侧的高压MOS的D、S之间距离,依据公式500V对应0.85mm,DS电压在700V以下是0.9mm,考虑到污染和潮湿,一般取1.2mm
54.如果开关电源之TO220封装的MOS的D脚串了磁珠,需要考虑T脚增加安全距离。之前碰到过炸机现象,增加安全距离后解决了,因为磁珠容易沾上残留物
55.发一个验证VCC的土方法,把产品放低温环境(冰箱)几分钟,测试VCC波形电压有没有触发到芯片欠压保护点关于VCC圈数的设计需要考虑很多因素
56.在变压器底部PCB加通风孔,有利于散热,小板也一样,要考虑风路。在安规认证,变压器温度超了2度左右时,可以用这个方法
57.开关电源之跳线旁边有高压元件时,应要保持安全距离,特别是容易活动或歪斜的元件。保证产品量产时的稳定性
58.输出大电解底部不得已要走跳线时,开关电源中的跳线应是低压或是地线,为防止过波峰焊烫伤电容,一般加套管。设计的时候尽量避免电容底部走跳线,因为增加成本和隐患
59.高频开关管平贴PCB时,PCB另一面不要放芯片等敏感器件。
理由:开关管工作时容易干扰到背部的芯片,造成系统不稳定,其它高频器件同理
60.输出的DC线在PCB设计时,要设计成长短一至,焊盘孔间隔要小。理由:SR的尾部留长是一样长的,当两个焊盘孔间隔太远时,会造成不方便生产焊接
61.开关电源之MOS管、变压器远离AC端,改善EMI传导。理由:高频信号会通过AC端耦合出去,从而噪声源被EMI设备检测到引起EMI问题
62.开关电源之驱动电阻应靠近MOS管。理由:增加抗干扰能力,提升系统稳定性


热门标签:开关电源
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