電源研發(fā)中22個(gè)常見經(jīng)典問題分析
問題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關(guān)頻率?或許減小開關(guān)頻率?
開關(guān)電源為什么常常選擇65K或許100K左右規(guī)劃作為開關(guān)頻率,有的人會說IC廠家都是出產(chǎn)這樣的IC,當(dāng)然這也有原因。每個(gè)電源的開關(guān)頻率會抉擇什么?
應(yīng)該從這兒去考慮原因。還會有人說頻率高了EMC不好過,一般來說是這樣,但這不是必定,EMC與頻率有聯(lián)絡(luò),但不是必定。想象我們的電源開關(guān)頻率 前進(jìn)了,直接帶來的影響是什么?當(dāng)然是MOS開關(guān)損耗增大,因?yàn)閱挝粫r(shí)間開關(guān)次數(shù)增多了。假設(shè)頻率減小了會帶來什么?開關(guān)損耗是減小了,但是我們的儲能器 件單周期供應(yīng)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(shè)在特別現(xiàn)象下,輸入電壓比較低,開關(guān)損耗已經(jīng)很小了,不在乎這點(diǎn)開關(guān)損耗嗎,那我們就可以前進(jìn)開關(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的開關(guān)頻率?干流IC的開關(guān)頻率為什么是大概是這么一些規(guī)劃?開關(guān)頻率和什么有關(guān),說的是廣泛情況,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題!
在廣泛情況下:首要想提的是開關(guān)頻率和什么有關(guān),怎樣去選擇合適開關(guān)頻率,為什么干流IC以及開關(guān)頻率是這么多,留心不是必定,是廣泛情況,讓新手區(qū)了解一般行為,當(dāng)然開關(guān)電源想怎樣做都可以,要能合理運(yùn)用。
1、你是怎樣知道一般選擇65或許100KHZ,作為開關(guān)電源的開關(guān)頻率的?(調(diào)研廣泛的大廠家干流IC,這二個(gè)會比較多,當(dāng)然也有一些在這附近,還有一些是可調(diào)的開關(guān)頻率)
2、又是怎樣在作業(yè)中發(fā)現(xiàn)開關(guān)電源開關(guān)頻率確實(shí)作業(yè)在65KHZ,或100KHZ的。(從規(guī)劃角度考量,廣泛電源運(yùn)用這個(gè)規(guī)劃)
3、有兩張以上的測驗(yàn)65KHZ100KHZ頻率的圖片說明嗎?(何止二張圖片,毫無意義)
4、你是否知道開關(guān)電源可以作業(yè)在1.5HZ(你覺得這樣談有必要,作業(yè)沒有什么不可以,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,說這個(gè)才有意義,你做出1.5HZ的電源純屬毫無意義的工作)
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(xiàn)結(jié)合起來,做出來的產(chǎn)品才是有意義的產(chǎn)品!
問題2:LLC中為什么我們常在二區(qū)規(guī)劃開關(guān)頻率?一區(qū)和三區(qū)為什么不可以?有哪些要素約束呢?或許假設(shè)選取一區(qū)和三區(qū)作為開關(guān)頻率會有什么結(jié)果呢?
LLC的原理是運(yùn)用理性負(fù)載隨開關(guān)頻率的增大而感抗增大,來進(jìn)行調(diào)度輸出電壓的,也就是PFM調(diào)制。并且MOS管注冊損耗ZVS比ZCS小,一區(qū)是 容性負(fù)載區(qū),天然不可取。那么三區(qū),開關(guān)頻率大于諧振頻率,這個(gè)仍是理性負(fù)載區(qū),按道理MOS完結(jié)ZVS沒有問題,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),諧振電流并沒有減小到和勵(lì)磁電流相等,完結(jié)副邊整流二極管軟關(guān)斷。這也是我們一般也不選擇三區(qū)的原因。
我們不能只按前人的閱歷去規(guī)劃,而要知道只所以這樣規(guī)劃是有其必定的道理的!
問題3:當(dāng)我們反激的占空比大于50%會帶來什么?好的方面有哪些?不好的方面有哪些?
反激的占空比大于50%意味著什么,占空比影響哪些要素?
榜首:占空比規(guī)劃過大,首要帶來的是匝比增大,主MOS管的應(yīng)力必定前進(jìn)。一般反激選取600V或650V以下的MOS管,本錢考慮。占空比過大必定接受不起。
第二:很重要的是許多人知道,需求斜坡補(bǔ)償,否則環(huán)路震動。不過這也是有條件的,右平面零點(diǎn)的發(fā)作需求作業(yè)在CCM方法下,假設(shè)規(guī)劃在DCM方法 下也就不存在這一問題了。這也是小功率為什么規(guī)劃在DCM方法下的其間一個(gè)原因。當(dāng)然我們規(guī)劃滿意好的環(huán)路補(bǔ)償也能戰(zhàn)勝這一問題。
當(dāng)然在特別現(xiàn)象下也需求將占空比規(guī)劃在大于50%,單位周期內(nèi)傳遞的能量增加,可以減小開關(guān)頻率,抵達(dá)提高功率的意圖,假設(shè)反激為了功率做高,可以考慮這一方法。
問題4:反激電源假設(shè)要做到必定的功率,需求從哪些方面著手?準(zhǔn)諧振?同步整流?
反激的一大下風(fēng)就是功率問題,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)有開關(guān)管,變壓器,輸出整流管,這是首要的三個(gè)部分。
開關(guān)管我們知道反激首要是PWM調(diào)制的硬開關(guān)居多,開關(guān)損耗是我們的一大難點(diǎn),好在軟開關(guān)的出現(xiàn)看到了希望。反激無法向LLC那樣做到全諧振,那只 能朝準(zhǔn)諧振去開展(部分時(shí)間段諧振),這樣的IC也有許多問世,我司用的較多是NCP1207,通過在MOS管關(guān)斷后,下一次注冊前1腳檢測VCC電壓過零后,然后在一個(gè)設(shè)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(yùn)用的變壓器后邊問題會觸及到。
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。有些人會說這樣本錢高不如用LLC,或許正激呢,當(dāng)然沒有最好的,只需更合適的。
問題5:電源的傳導(dǎo)是怎樣構(gòu)成的?傳導(dǎo)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(dǎo)丈量方法是通過接收輸入端口L,N,PE來自電源內(nèi)部的高頻煩擾(一般150K到30M)。
處理傳導(dǎo)有必要弄清楚通過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PE地回路的共模成分。有些頻率是差共模均有。
通過濾波的方法:一般選用二級共模分配Y電容來濾去,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,專門針 對高頻,繞線方法選用雙線并繞,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(xì)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(dāng)然也可以從源頭上下手,傳導(dǎo)是輻射耦合到線路中的成果,削弱了開關(guān)輻射也能對傳導(dǎo)帶來長處。影響輻射的幾處一般有MOS管注冊速度,整流管導(dǎo)通關(guān)斷,變壓器,以及PFC電感等等。這些電路上的規(guī)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電路與開關(guān)管間屏蔽,這對EMC有很大的效果,許多靠濾波器無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(guī)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(dāng)屏蔽,合理布板運(yùn)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)簡單的方法,不用定完全準(zhǔn)確,可以參看,輸入線套磁環(huán)若對EMC有長處,一般是原邊MOS管,輸出線套磁環(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(dāng)然還有許多其他的細(xì)節(jié)技巧,特別是布板環(huán)路方面的,后邊對LAYOUT會單獨(dú)解說。
問題6: 我們選擇拓?fù)鋾r(shí)需求考慮哪些方面的要素?各種拓?fù)溥\(yùn)用環(huán)境及優(yōu)缺點(diǎn)?
規(guī)劃電源的榜首步不知道我們會想到什么呢?我是這么想,詳盡研討客戶的技能方針要求,轉(zhuǎn)換為電源的標(biāo)準(zhǔn)書,與客戶交流方針,不同的方針意味著規(guī)劃難度和本錢,也是對我提出的問題有很大的影響,選擇拓?fù)鋾r(shí)根據(jù)我們的電源方針結(jié)合成原本考慮的,哪常用的幾種拓?fù)涮卣髟谀哪?nbsp;?
這兒首要談隔絕式,非隔絕式應(yīng)用有限,當(dāng)然也是本錢最低的。
反激:適用在小于150W,理論這么說,實(shí)踐大于75W就很少用,不談很特別的情況。反激的有點(diǎn)本錢低,調(diào)試簡單(相關(guān)于半橋,全橋),首要是 磁芯單向勵(lì)磁,功率由局限性,功率也不高,首要是硬開關(guān),漏感大等等原因。全電壓規(guī)劃(85V-264V)功率一般在80%以下,單電壓抵達(dá)80%很簡單。
正激:功率適中,可做中小功率,功率一般在200W以下,當(dāng)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(lì)磁,做大功率磁芯體積要求大,當(dāng)然選用2個(gè)變壓器串并聯(lián)的也有,留心只談一般現(xiàn)象,不誤導(dǎo)新人。正激有點(diǎn),本錢適中,當(dāng)然比反激高,長處功率比反激高,特別選用有源箝位做 原邊吸收,將漏感能量重新運(yùn)用。
半橋:現(xiàn)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)。特征本錢比反激正激高,因?yàn)槎嘤昧?個(gè)MOS管 (雙向勵(lì)磁)和1個(gè)整流管,控制IC也貴,環(huán)路規(guī)劃業(yè)凌亂(一般選用運(yùn)放,特別還要做電流環(huán))。長處:選用軟開關(guān),EMC好,功率極高,比正激高,我做過 960W LLC,功率可達(dá)96%以上(全電壓)(當(dāng)然PFC是選用無橋方法)。其它半橋我不引薦,至少我不會去用,比較老的不對稱橋,很難做到軟開關(guān),LLC老練從前用的多,現(xiàn)在很少用,至少艾默生等大公司都傾向于LLC,跟著干流走一般都不會錯(cuò)。
全橋:一般用在大于2KW以上,首推移相全橋,特征,雙向勵(lì)磁,MOS管應(yīng)力小,比LLC應(yīng)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。本錢特別高,比LLC還多用2個(gè)MOS。這還不是首要的,首要是驅(qū)動凌亂,一般的IC驅(qū)動能力都達(dá)不到,要將驅(qū)動擴(kuò)大,選用隔絕變壓器驅(qū)動,這兒才是本錢高的另一方面。
推挽:應(yīng)用在大功率,特別是輸入電壓低的大功率場合,特征電壓應(yīng)力高,當(dāng)然電流應(yīng)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(yīng)力要求高,當(dāng)然常提到的磁偏磁也需求戰(zhàn)勝。這個(gè)我真沒用過,沒觸及電力電源,很難用到它的時(shí)分。
問題7:考慮電源本錢時(shí),我們要從哪里下手呢?
規(guī)劃電源,本錢點(diǎn)評必不可少,現(xiàn)在客戶將電源的本錢壓得很低,各大競爭對手無不都在打價(jià)格戰(zhàn),我們都能做出電源來,就看誰做得更廉價(jià),才干贏得訂單,從哪些方面下手有利于我們本錢呢:
榜首:技能方針。電源技能方針越高,本錢越高,假設(shè)你的電源本錢高了,那你可以打你的功用方針賣點(diǎn),多了功用要求,電路增多了本錢天然高。也是和客戶談話的本錢。
第二:物料收買本錢,為什么大公司電源獲利高?無非是他們有著優(yōu)越的收買途徑,收買量大,物料本錢低,當(dāng)然本錢更低。假設(shè)不考慮收買,作為工程師必 須弄清楚不同物料對應(yīng)的本錢,比如能用貼片,少用插件,(比如插件電阻比貼片本錢高),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(dāng)然質(zhì)量也有差異)
第三:影響本錢的重要器件:變壓器,電感,MOS管,電容,光耦,二極管及其他半導(dǎo)體器件,IC等。 不同的變壓器廠家繞出來的變壓器價(jià)格差異很大,MOS管應(yīng)力,熱阻選擇夠用就行,IC方案的本錢等。
其它方面導(dǎo)致本錢問題:器件散熱器,大小合適,多了就是浪費(fèi)錢。PCB布板,能用單面板用成雙面板就是浪費(fèi)錢,PCB布板工藝,選擇合理的工藝加工本錢低,出產(chǎn)功率高。
問題8:電源的環(huán)路規(guī)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(guī)劃一直是一個(gè)難點(diǎn),為什么這么說,因?yàn)槭滓绊懙囊靥,理論核算很難做到準(zhǔn)確,仿真也是根據(jù)理想化模型,在這兒只談關(guān)于環(huán)路規(guī)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(bǔ)償。
環(huán)路是根據(jù)輸入輸出不堅(jiān)定時(shí),需求通過反響,環(huán)路相應(yīng)奉告控制IC去調(diào)度,維持輸出的安穩(wěn)。電源環(huán)路一般都是串聯(lián)負(fù)反響,有的是電壓串聯(lián)負(fù)反響(CC方法下),有的是電流串聯(lián)負(fù)反響(CV方法下)。
那有哪些地方會影響環(huán)路呢?電路中的零點(diǎn)以及極點(diǎn)。零點(diǎn)一般會導(dǎo)致增益上升,引起90度相移(右半平面零點(diǎn)會引起-90度相移)。極點(diǎn)一般會導(dǎo)致增益下降,引起-90度相移,左半平面極點(diǎn)會引起系統(tǒng)震動。所以我們需求憑仗零點(diǎn)極點(diǎn)補(bǔ)償手法去合理調(diào)控我們的環(huán)路。關(guān)于低頻部分,為了滿意滿意增益一般引進(jìn)零點(diǎn)補(bǔ)償,關(guān)于高頻煩擾一般引進(jìn)極點(diǎn)補(bǔ)償去抵消,削減高頻煩擾。
環(huán)路安穩(wěn)的原則是:
1.在穿越頻率處(即增益為零dB時(shí)的頻率),系統(tǒng)的相位余量大于45度。
2.在相位抵達(dá)-180度時(shí)增益的余量大于-12dB.3.防止過快的進(jìn)入穿越頻率,在進(jìn)入穿越頻率附近的曲線斜率為-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,對增益有長處,無需補(bǔ)償)
2.若作業(yè)在CCM方法下還會發(fā)作右半平面零點(diǎn)。在高頻段,可選用極點(diǎn)補(bǔ)償。這個(gè)一般很難補(bǔ)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(fù)載改變會改變)選取。
3.負(fù)載會發(fā)作低頻極點(diǎn)。選用低頻零點(diǎn)去補(bǔ)償。
4.LC濾波器會發(fā)作低頻極點(diǎn),需求選用零點(diǎn)補(bǔ)償。在心中要清楚哪些零極點(diǎn) 是利是弊,針對性補(bǔ)償。
補(bǔ)償?shù)碾娐,針對電源環(huán)路來說比較簡單,一般選用對運(yùn)放選用2型補(bǔ)償,也有的會選用3型補(bǔ)償很少用。
問題9:對各種拓?fù)涞能涢_關(guān)方法有哪些?軟開關(guān)是怎樣完結(jié)的?
軟開關(guān)現(xiàn)在運(yùn)用很一再,一來可以提高次功率,二來可以利于EMC。許多拓?fù)涠奸_始運(yùn)用軟開關(guān)了,就連反激假設(shè)為了做高功率也引進(jìn)了準(zhǔn)諧振來完結(jié)軟開關(guān),這個(gè)在前面問題已講過。LLC的軟開關(guān)在前面問題也提過完結(jié)條件,詳細(xì)完結(jié)進(jìn)程沒有細(xì)講。這兒就共享下我對軟開關(guān)的了解。
完結(jié)條件及進(jìn)程:運(yùn)用軟開關(guān)需求二個(gè)元素,一個(gè)是C一個(gè)是L來完結(jié)諧振(當(dāng)然也可以多諧振方法),諧振會發(fā)作正弦波,正弦波就能完結(jié)過零。假設(shè)是串聯(lián)諧振歸于電壓諧振,并聯(lián)諧振歸于電流諧振。
其次軟開關(guān)和硬開關(guān)的差異是:硬開關(guān)進(jìn)程中電壓電流有堆疊,軟開關(guān)要么電流為零(ZCS)要么電壓為零(ZVS)。MOS管的軟開關(guān)可以運(yùn)用結(jié)電容 或許并電容,然后串電感完結(jié)串聯(lián)ZVS,例如準(zhǔn)諧振反激,有源箝位吸收電路,移向全橋的軟開關(guān)。也有LC并聯(lián)ZCS,不過用的很少,因?yàn)镸OS管ZVS的 損耗小于ZCS。LLC歸于串并聯(lián)式,不過我們運(yùn)用的是ZVS區(qū)。(在死區(qū)的時(shí)分諧振電流過零,上管軟注冊前,先給下管結(jié)電容充電,上管完結(jié)軟注冊)
問題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(guī)劃變壓器是各種拓?fù)涞闹行狞c(diǎn)之一,變壓器規(guī)劃的好壞,影響電源的方方面面,有的無法作業(yè),有的功率不高,有的EMC難做,有的溫升高,有的極限情況會豐滿,有的安規(guī)過不了,需求歸納各方面的要素來規(guī)劃變壓器。
規(guī)劃變壓器從哪里下手呢?一般來說根據(jù)功率來選擇磁芯大小,有閱歷的可參看自己規(guī)劃過的,沒閱歷的只能依照AP算法去算,當(dāng)然還要留有必定的余量,最終試驗(yàn)去查驗(yàn)規(guī)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(xí)氣以及不同公司的途徑差異,功率很大的,沒有合適的磁芯,可以二個(gè)變壓器原邊串副邊并的方法來做。
不同拓?fù)鋵ψ儔浩鞯囊笠膊幌嗤,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(diào)度適中。特別是多路輸出必定要留心負(fù)載調(diào)整率滿意需求, 耦合的效果要好,比如選用并繞,均勻繞制,以及副邊匝數(shù)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(dāng)然0.3更好,即時(shí)短路也不會豐滿太嚴(yán)峻)有的還需求增加屏蔽來整改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(dá)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)。
還要清楚電源過的什么安規(guī),擋墻是不是滿意,層間膠帶是否設(shè)置合理也是不可以忽視的,一旦要做認(rèn)證去改變壓器也是影響進(jìn)展的。
問題11:我們真的需求到沉迷規(guī)劃東西,依托仿真的境地嗎?
電源的規(guī)劃東西首要用在以下幾個(gè)方面:
1.選擇磁芯及規(guī)劃變壓器;
2.環(huán)路仿真規(guī)劃;
3.主功率拓?fù)浞抡妫?
4.仿照電路仿真;
5.熱仿真(針對大功率);
6.核算東西(核算書)等。
關(guān)于新人來說,我給的建議少用東西,多核算,自己掌握規(guī)劃的進(jìn)程,因?yàn)闁|西是人做的,不同人的規(guī)劃習(xí)氣差異,不能用一個(gè)固定的規(guī)劃方法來規(guī)劃不同的電源。
有些仿真可以與規(guī)劃相結(jié)合:比如環(huán)路規(guī)劃好后是很難直接滿意規(guī)劃需求的,仿真可以在試驗(yàn)前很好驗(yàn)證,但仿真也不是完全和試驗(yàn)相同,至少不會差太遠(yuǎn)。
熟練運(yùn)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運(yùn)用,更快速便當(dāng)更高效來滿意我們規(guī)劃就好,想純依托東西來規(guī)劃電源,無疑是走入極大誤區(qū)。
問題11:我們真的需求到沉迷規(guī)劃東西,依托仿真的境地嗎?
電源的規(guī)劃東西首要用在以下幾個(gè)方面:
1.選擇磁芯及規(guī)劃變壓器
2.環(huán)路仿真規(guī)劃
3.主功率拓?fù)浞抡?
4.仿照電路仿真
5.熱仿真(針對大功率)
6.核算東西(核算書)等
關(guān)于新人來說,我給的建議少用東西,多核算,自己掌握規(guī)劃的進(jìn)程,因?yàn)闁|西是人做的,不同人的規(guī)劃習(xí)氣差異,不能用一個(gè)固定的規(guī)劃方法來規(guī)劃不同的電源。
有些仿真可以與規(guī)劃相結(jié)合:比如環(huán)路規(guī)劃好后是很難直接滿意規(guī)劃需求的,仿真可以在試驗(yàn)前很好驗(yàn)證,但仿真也不是完全和試驗(yàn)相同,至少不會差太遠(yuǎn)。
熟練運(yùn)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運(yùn)用,更快速便當(dāng)更高效來滿意我們規(guī)劃就好,想純依托東西來規(guī)劃電源,無疑是走入極大誤區(qū)。
問題12:評判一塊電源板LAYOUT好壞有哪些地方能言必有中發(fā)現(xiàn)?
什么樣的PCB是一塊好的PCB,至少要滿意以下一個(gè)方面:
1.電功用方面煩擾小,要害信號線及底線走的合理,各方面功用安穩(wěn)(前提是電路無缺點(diǎn));
2.利于EMC,輻射低,環(huán)路走的合理;
3.滿意安規(guī),安規(guī)距離滿意要求;
4.滿意工藝,量產(chǎn)可出產(chǎn)性,以及減小出產(chǎn)本錢;
5.美麗,布局規(guī)矩有序 (器件不雜亂無章),走線美麗美麗,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(biāo)準(zhǔn)書,電源的標(biāo)準(zhǔn),有無特別要求,以及要過的安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)輸入條件是不是準(zhǔn)確,以及風(fēng)道確實(shí)認(rèn),輸入輸出端口確實(shí)認(rèn),以及主功率流向。工藝路途選取,根據(jù)器件的密度,以及有無特別器件,選擇相對應(yīng)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(yù)判后續(xù)走線是否好走。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。削減受到主功率開關(guān)器件的煩擾。各吸收回路的面積盡可能小,散熱器的長度以及方位要合理,不擋風(fēng)道。
3.走線部分,輸入EMI電路的走線是否滿意安規(guī),原副邊距離,輸入輸出對大地的距離都要滿意安規(guī)。走線的粗細(xì)是否滿意滿意的電流大小,要害信號(例如驅(qū)動信號,采樣信號,地線是否合理),驅(qū)動信號不要煩擾靈敏信號(高頻信號);采樣信號是否采樣準(zhǔn)確,是否會受到煩擾;地線是否拉得合理(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(yán)格區(qū)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(yuǎn)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(xì)節(jié)要求。
問題13:電源的元器件你懂多少?MOS管結(jié)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(fù)電流影響什么?電容的ESR會帶來哪些影響?
電源中的規(guī)劃的器件類型許多,首要有半導(dǎo)體器件如:MOS管,三極管,IC,運(yùn)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(biāo)準(zhǔn),極限參數(shù)。
常規(guī)的參數(shù)在我們選型很簡單掌握,例如選取MOS管,耐壓參數(shù)肯定會考慮,額定電流也會考慮,導(dǎo)通電阻我們會考慮,但還有一些寄生參數(shù)以及一些隨溫 度改變特性的參數(shù)卻很少去留心,或許只需在發(fā)現(xiàn)問題的時(shí)分才會去找。導(dǎo)通電阻Rds(on)隨溫度升高其阻值是變大的,規(guī)劃MOS管損耗時(shí)要考慮到其作業(yè)的環(huán)境溫度。結(jié)電容影響到我們的注冊損耗,也會影響到EMC。
肖特基二極管耐壓,額定電流一般很好留心,有些參數(shù)例如導(dǎo)通壓降在溫度升高時(shí)會減小,反向恢復(fù)時(shí)間短,不過漏電流大(特別是考慮到高溫時(shí)漏電流影響就更大了),寄生電感會引起關(guān)斷尖峰很高。
電容一個(gè)重要參數(shù)ESR,在核算紋波時(shí)一般會考慮,ESR一般與C的相關(guān)是很大的,不過不同廠家的質(zhì)量要素影響也是很巨大,必定要詳細(xì)分清楚。
一般預(yù)算公司可參看:ESR=10/(C的0.73次方),電容在高溫時(shí)壽數(shù)會縮短,低溫時(shí)容量會減小,漏電流也會增加等等;
當(dāng)然器件在特別現(xiàn)象表現(xiàn)出來的特性差異是值得我們考慮的問題,請我們多多思量,關(guān)于我們處理特別情況下的問題十分有協(xié)助。
問題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?
磁性器件對開關(guān)電源的重要性不言而喻,可以說是電源的心臟部位。 磁性材料的品種也繁復(fù),常用來做變壓器的一般是鐵氧體材料,首要是價(jià)格廉價(jià),開關(guān)頻率最大能做到1000K,夠一般情況下運(yùn)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,性價(jià)比高),儲能電感也可以。當(dāng)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,相對鐵氧體磁芯來說,不過缺點(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)外觀是綠色,一般EMI電路的共模電感選用,感量會相對較大濾低頻,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(yùn)用效果一般都比較好!
問題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(dǎo)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(dāng)?shù)臏p小可以提高功率。1.針對MOS管可選用開關(guān)速度快的,導(dǎo)通電阻低的,電路上課選用軟開關(guān)。2.針對變壓器:選擇合適大小的磁芯,磁芯太小損耗會大,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?yàn)殂~線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(yù)算進(jìn)去。
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