鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:688次 | 2019年12月29日
深度解讀開關(guān)電源的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
首先從開關(guān)電源的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝開始描述吧,先說說印制板的設(shè)計(jì)。開關(guān)電源工作在高頻率,高脈沖狀態(tài),屬于模擬電路中的一個(gè)比較特殊種類。布板時(shí)須遵循高頻電路布線原則。
1、布局:脈沖電壓連線盡可能短,其中輸入開關(guān)管到變壓器連線,輸出變壓器到整流管連接線。脈沖電流環(huán)路盡可能小如輸入濾波電容正到變壓器到開關(guān)管返回電容負(fù)。輸出部分變壓器出端到整流管到輸出電感到輸出電容返回變壓器電路中X電容要盡量接近開關(guān)電源輸入端,輸入線應(yīng)避免與其他電路平行,應(yīng)避開。Y電容應(yīng)放置在機(jī)殼接地端子或FG連接端。共摸電感應(yīng)與變壓器保持一定距離,以避免磁偶合。如不好處理可在共摸電感與變壓器間加一屏蔽,以上幾項(xiàng)對開關(guān)電源的EMC性能影響較大。
輸出電容一般可采用兩只一只靠近整流管另一只應(yīng)靠近輸出端子,可影響電源輸出紋波指標(biāo),兩只小容量電容并聯(lián)效果應(yīng)優(yōu)于用一只大容量電容。發(fā)熱器件要和電解電容保持一定距離,以延長整機(jī)壽命,電解電容是開關(guān)電源壽命的瓶勁,如變壓器、功率管、大功率電阻要和電解保持距離,電解之間也須留出散熱空間,條件允許可將其放置在進(jìn)風(fēng)口。
控制部分要注意:高阻抗弱信號(hào)電路連線要盡量短如取樣反饋環(huán)路,在處理時(shí)要盡量避免其受干擾、電流取樣信號(hào)電路,特別是電流控制型電路,處理不好易出現(xiàn)一些想不到的意外,還有開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)電路,開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電阻要靠近開關(guān)管,可提高開關(guān)管工作可靠性,這和功率MOSFET高直流阻抗電壓驅(qū)動(dòng)特性有關(guān)。
下面談一談?dòng)≈瓢宀季€的一些原則。
線間距:隨著印制線路板制造工藝的不斷完善和提高,一般加工廠制造出線間距等于甚至小于0.1mm已經(jīng)不存在什么問題,完全能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用場合??紤]到開關(guān)電源所采用的元器件及生產(chǎn)工藝,一般雙面板最小線間距設(shè)為0.3mm,單面板最小線間距設(shè)為0.5mm,焊盤與焊盤、焊盤與過孔或過孔與過孔,最小間距設(shè)為0.5mm,可避免在焊接操作過程中出現(xiàn)橋接現(xiàn)象。,這樣大多數(shù)制板廠都能夠很輕松滿足生產(chǎn)要求,并可以把成品率控制得非常高,亦可實(shí)現(xiàn)合理的布線密度及有一個(gè)較經(jīng)濟(jì)的成本。
最小線間距只適合信號(hào)控制電路和電壓低于63V的低壓電路,當(dāng)線間電壓大于該值時(shí)一般可按照500V/1mm經(jīng)驗(yàn)值取線間距。
鑒于有一些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對線間距有較明確的規(guī)定,則要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,如交流入口端至熔斷器端連線。某些電源對體積要求很高,如模塊電源。一般變壓器輸入側(cè)線間距為1mm實(shí)踐證明是可行的。對交流輸入,(隔離)直流輸出的電源產(chǎn)品,比較嚴(yán)格的規(guī)定為安全間距要大于等于6mm,當(dāng)然這由相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及執(zhí)行方法確定。一般安全間距可由反饋光耦兩側(cè)距離作為參考,原則大于等于這個(gè)距離。也可在光耦下面印制板上開槽,使爬電距離加大以滿足絕緣要求。一般開關(guān)電源交流輸入側(cè)走線或板上元件距非絕緣的外殼、散熱器間距要大于5mm,輸出側(cè)走線或器件距外殼或散熱器間距要大于2mm,或嚴(yán)格按照安全規(guī)范執(zhí)行。
常用方法:上文提到的線路板開槽的方法適用于一些間距不夠的場合,順便提一下,該法也常用來作為保護(hù)放電間隙,常見于電視機(jī)顯象管尾板和電源交流輸入處。該法在模塊電源中得到了廣泛的應(yīng)用,在灌封的條件下可獲得很好的效果。
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