第一篇:有關開關電源設計中遇到的問題經驗所談
借鑒下NXP的這個TEA1832圖紙做個說明。分析里面的電路參數設計與優化并做到認證至量產。在所有的元器件中盡量選擇公司倉庫里面的元件,和量大的元件,方便后續降成本拿價格。貼片電阻采用0603的5%,0805的5%,1%,貼片電容容值越大價格越高,設計時需考慮。
1、輸入端,FUSE選擇需要考慮到I2T參數。保險絲的分類,快斷,慢斷,電流,電壓值,保險絲的認證是否齊全。保險絲前的安規距離2.5mm以上。設計時盡量放到3mm以上。需考慮打雷擊時,保險絲I2T是否有余量,會不會打掛掉。
2、這個圖中可以增加個壓敏電阻,一般采用14D471,也有采用561的,直徑越大抗浪涌電流越大,也有增強版的10S471,14S471等,一般14D471打1KV,2KV雷擊夠用了,增加雷擊電壓就要換成MOV+GDT了。有必要時,壓敏電阻外面包個熱縮套管。
3、NTC,這個圖中可以增加個NTC,有的客戶有限制冷啟動浪涌電流不超過60A,30A,NTC的另一個目的還可以在雷擊時扛部分電壓,減下MOSFET的壓力。選型時注意NTC的電壓,電流,溫度等參數。
4、共模電感,傳導與輻射很重要的一個濾波元件,共模電感有環形的高導材料5K,7K,0K,12K,15K,常用繞法有分槽繞,并繞,蝶形繞法等,還有UU型,分4個槽的ET型。這個如果能共用老機種的最好,成本考慮,傳導輻射測試完成后才能定型。
5、X電容的選擇,這個需要與共模電感配合測試傳導與輻射才能定容值,一般情況為功率越大X電容越大。
6、如果做認證時有輸入L,N的放電時間要求,需要在X電容下放2并2串的電阻給電容放電。
7、橋堆的選擇一般需要考慮橋堆能過得浪涌電流,耐壓和散熱,防止雷擊時掛掉。
8、VCC的啟動電阻,注意啟動電阻的功耗,主要是耐壓值,1206的一般耐壓200V,0805一般耐壓150V,能多留余量比較好。
9、輸入濾波電解電容,一般看成本的考慮,輸出保持時間的10mS,按照電解電容容值的最小情況80%容值設計,不同廠家和不同的設計經驗有點出入,有一點要注意普通的電解電容和扛雷擊的電解電容,電解電容的紋波電流關系到電容壽命,這個看品牌和具體的系列了。
10、輸入電解電容上有并聯一個小瓷片電容,這個平時體現不出來用處,在做傳導抗擾度時有效果。
11、RCD吸收部分,R的取值對應MOSFET上的尖峰電壓值,如果采用貼片電阻需注意電壓降額與功耗。C一般取102/103 1KV的高壓瓷片,整改輻射時也有可能會改為薄膜電容效果好。D一般用FR107,FR207,整改輻射時也有改為1N4007的情況或者其他的慢管,或者在D上套磁珠(K5A,K5C等材質)。小功率電源,RC可以采用TVS管替代,如P6KE160等。
12、MOSFET的選擇,起機和短路情況需要注意SOA。高溫時的電流降額,低溫時的電壓降額。一般600V 2-12A足夠用與100W以內的反激,根據成本來權衡選型。整改輻射時很多方法沒有效果的時候,換個MOSFET就過了的情況經常有。
13、MOSFET的驅動電阻一般采用10R+20R,阻值大小對應開關速度,效率,溫升。這個參數需要整改輻射時調整。
14、MOSFET的GATE到SOURCE端需要增加一個10K-100K的電阻放電。
15、MOSFET的SOURCE到GND之間有個Isense電阻,功率盡量選大,盡量采用繞線無感電阻。功率小,或者有感電阻短路時有遇到過炸機現象。
16、Isense電阻到IC的Isense增加1個RC,取值1K,331,調試時可能有作用,如果采用這個TEA1832電路為參考,增加一個C并聯到GND。
17、不同的IC外圍引腳參考設計手冊即可,根據自己的經驗在IC引腳處放濾波電容。
18、更改前:變壓器的設計,反激變壓器設計論壇里面討論很多,不多說。還是考慮成本,盡量不在變壓器里面加屏蔽層,頂多在變壓器外面加個十字屏蔽。變壓器一定要驗算delta B值,delta B=L*Ipk/(N*Ae),L(uH),Ipk(A),N為初級砸數(T),Ae(mm2)有興趣驗證這個公式可以在最低電壓輸入,輸出負載不斷增加,看到變壓器飽和波形,飽和時計算結果應該是500mT左右。變壓器的VCC輔助繞組盡量用2根以上的線并繞,之前很大批量時有碰到過有幾個輔助繞組輕載電壓不夠或者重載時VCC過壓的情況,2跟以上的VCC輔助繞線能盡量耦合更好解決電壓差異大這個問題。
18、更改后:變壓器的設計,反激變壓器設計論壇里面討論很多,不多說。還是考慮成本,盡量不在變壓器里面加屏蔽層,頂多在變壓器外面加個十字屏蔽。變壓器一定要驗算delta B值,防止高溫時磁芯飽和。delta B=L*Ipk/(N*Ae),L(uH),Ipk(A),N為初級砸數(T),Ae(mm2)。(參考TDG公司的磁芯特性(100℃)飽和磁通密度390mT,剩磁55mT,所以ΔB值一般取330mT以內,出現異常情況不飽和,一般取值小于300mT以內。我之前做反激變壓器取值都是小于0.3的)附,學習zhangyiping的經驗(所以一般的磁通密度選擇1500高斯,變壓器小的可以選大一些,變壓器大的要選小一些,頻彔高的減小頻彔低的可以大一些吧。)
變壓器的VCC輔助繞組盡量用2根以上的線并繞,之前很大批量時有碰到過有幾個輔助繞組輕載電壓不夠或者重載時VCC過壓的情況,2跟以上的VCC輔助繞線能盡量耦合更好解決電壓差異大這個問題。附注:有興趣驗證這個公式的話,可以在最低電壓輸入,輸出負載不斷增加,看到變壓器飽和波形,飽和時計算結果應該是500mT左右(25℃時,飽和磁通密度510mT)。借鑒TDG的磁芯基本特征圖。
19、輸出二極管效率要求高時,可以采用超低壓降的肖特基二極管,成本要求高時可以用超快恢復二極管。20、輸出二極管并聯的RC用于抑制電壓尖峰,同時也對輻射有抑制。
21、光耦與431的配合,光耦的二極管兩端可以增加一個1K-3K左右的電阻,Vout串聯到光耦的電阻取值一般在100歐姆-1K之間。431上的C與RC用于調整環路穩定,動態響應等。
22、Vout的檢測電阻需要有1mA左右的電流,電流太小輸出誤差大,電流太大,影響待機功耗。
23、輸出電容選擇,輸出電容的紋波電流大約等于輸出電流,在選擇電容時紋波電流放大1.2倍以上考慮。24、2個輸出電容之間可以增加一個小電感,有助于抑制輻射干擾,有了小電感后,第一個輸出電容的紋波電流就會比第二個輸出電容的紋波電流大很多,所以很多電路里面第一個電容容量大,第二個電容容量較小。
25、輸出Vout端可以增加一個共模電感與104電容并聯,有助于傳導與輻射,還能降低紋波峰峰值。
26、需要做恒流的情況可以采用專業芯片,AP4310或者TSM103等類似芯片做,用431+358都行,注意VCC的電壓范圍,環路調節也差不多。
27、有多路輸出負載情況的話,電源的主反饋電路一定要有固定輸出,或者假負載,否則會因為耦合,burst模式等問題導致其他路輸出電壓不穩定。
28、初級次級的大地之間有接個Y電容,一般容量小于或等于222,則漏電流小于0.25mA,不同的產品認證對漏電流是有要求的,需注意。
算下來這么多,電子元器件基本能定型了,整個初略的BOM可以評審并參考報價了。BOM中元器件可以多放幾個品牌方便核成本。如客戶有特殊要求,可以在電路里面增加功能電路實現。如不能實現,尋找新的IC來完成,相等功率和頻率下,IC的更改對外圍器件影響不大。如客戶溫度范圍的要求比較高,對應元器件的選項需要參考元器件使用溫度和降額使用。
原理圖定型后就可以開始畫PCB了。
1、PCB對應的SCH網絡要對應,方便后續更新,花不了多少時間的。
2、PCB的元器件封裝,標準庫里面的按實際情況需要更改,貼片元件焊盤加大;插件元件的孔徑比元件管腳大0.3mm,焊盤直徑大于孔0.8mm以上,焊盤大些方便焊接,元器件過波峰焊也容易上錫,PCB廠家做出來也不容易破孔。還有很多細節的東西多了解些對生產是很大的功勞啊。
3、安規的要求在PCB上的體現,保險絲的安規輸入到輸出距離3mm以上,保險絲帶型號需要印在PCB上。PCB的板材也有不同的安規要求,對應需要做的認證與供應商溝通能否滿足要求。相應的認證編號需印到PCB上。初級到次級的距離8mm以上,Y電容注意選擇Y1還是Y2的,跨距也要求8mm以上,變壓器的初級與次級,用擋墻或者次級用三層絕緣線飛線等方法做爬電距離。
4、橋堆前L,N走線距離2.5mm以上,橋堆后高壓+,-距離2.5mm以上。走線為大電流回路先走,面積越小越好。信號線遠離大電流走線,避免干擾,IC信號檢測部分的濾波電容靠近IC,信號地與功率地分開走,星形接地,或者單點接地,最后匯總到大電容的“-”引腳,避免調試時信號受干擾,或者抗擾度出狀況。
5、IC方向,貼片元器件的方向,盡量放到整排整列,方便過波峰焊上錫,提高產線效率,避免陰影效應,連錫,虛焊等問題出現。
6、打AI的元器件需要根據相應的規則放置元器件,之前看過一個日本的PCB,焊盤做成水滴狀,AI元件的引腳剛好在水滴狀的焊盤上,很漂亮。
7、PCB上的走線對輻射影響比較大,可以參考相關書籍。還有1種情況,PCB當單面板布線,弄完后,在頂層敷整塊銅皮接大電容地,抑制傳導和輻射很有效果。
8、布線時,還需要考慮雷擊,ESD時或其他干擾的電流路徑,會不會影響IC。
PCB與元器件回來就可以開始制樣做功能調試了。
1、萬用表先測試主電流回路上的二極管,MOSFET,有沒有短路,有沒有裝反,變壓器的感量與漏感是否都有測試,變壓器同名端有沒有繞錯。
2、開始上電,我的習慣是先上100V的低壓,PWM沒有輸出。用示波器看VCC,PWM腳,VCC上升到啟動電壓,PWM沒有輸出。檢查各引腳的保護功能是否被觸發,或者參數不對。找不到問題,查看IC的上電時序圖,或者IC的datasheet里面IC啟動的條件。示波器使用時需注意,3芯插頭的地線要拔掉,不拔掉的話最好采用隔離探頭掛波形,要不怎么炸機的都不知道。用2個以上的探頭時,2根探頭的COM端接同1個點,避免影響電路,或者夾錯位置燒東西。
3、IC啟動問題解決了,PWM有輸出,發現啟動時變壓器嘯叫。掛MOSFET的電流波形,或者看Isense腳底波形是否是三角波,有可能是飽和波形,有可能是方波。需重新核算ΔB,還有種情況,VCC繞組與主繞組繞錯位置。也有輸出短路的情況,還有RCD吸收部分的問題,甚至還碰到過TVS壞了短路的情況。
4、輸出有了,但是輸出電壓不對,或者高了,或者低了。這個需要判斷是初級到問題,還是次級的問題。掛輸出二極管電壓電流波形,是否是正常的反激波形,波形不對,估計就是同名端反了。檢查光耦是否損壞,光耦正常,采用穩壓管+1K電阻替換431的位置,即可判斷輸出反饋431部分,或者恒流,或者過載保護等保護的動作。常見問題,光耦腳位畫錯,導致反饋到不了前級。431封裝弄錯,一般431的封裝有2種,腳位有鏡像了的。同名端的問題會導致輸出電壓不對。
5、輸出電壓正常了,但是不是精確的12V或者24V,這個時候一般采用2個電阻并聯的方式來調節到精確電壓。采樣電阻必須是1%或者0.5%。
6、輸出能帶載了,帶滿載變壓器有響聲,輸出電壓紋波大。掛PWM波形,是否有大小波或者開幾十個周期,停幾十個周期,這樣的情況調節環路。431上的C與RC,現在的很多IC內部都已經集成了補償,環路都比較好調整。環路調節沒有效果,可以計算下電感感量太大或者太小,也可以重新核算Isense電阻,是否IC已經認為Isense電阻電壓較小,IC工作在brust mode。可以更改Isense電阻阻值測試。
7、高低壓都能帶滿載了,波形也正常了。測試電源效率,輸入90V與264V時效率盡量做到一致(改占空比,匝比),方便后續安規測試溫升。電源效率一般參考老機種效率,或者查能效等級里面的標準參考。
8、輸出紋波測試,一般都有要求用47uF+104,或者10uF+104電容測試。這個電解電容的容值影響紋波電壓,電容的高頻低阻特性(不同品牌和系列)也會影響紋波電壓。示波器測試紋波時探頭上用彈簧測試探頭測試可以避免干擾尖峰。輸出紋波搞不定的情況下,可以改容量,改電容的系列,甚至考慮采用固態電容。
9、輸出過流保護,客戶要求精度高的,要在次級放電流保護電路,要求精度不高的,一般初級做過流保護,大部分IC都有集成過流或者過功率保護。過流保護一般放大1.1-1.5倍輸出電流。最大輸出電流時,元器件的應力都需要測試,并留有余量。電流保護如增加反饋環路可以做成恒流模式,無反饋環路一般為打嗝保護模式。做好過流保護還需要測試滿載+電解電容的測試,客戶端有時提出的要求并未給出是否是容性負載,能帶多大的電容起機測試了后心里比較有底。
10、輸出過壓保護,穩定性要求高的客戶會要求放2個光耦,1個正常工作的,一個是做過壓保護的。無要求的,在VCC的輔助繞組處增加過壓保護電路,或者IC里面已經有集成的過壓保護,外圍器件很少。
11、過溫保護一般要看具體情況添加的,安規做高溫測試時對溫度都有要求,能滿足安規要求溫度都還可以,除非環境復雜或者異常情況,需要增加過溫保護電路。
12、啟動時間,一般要求為2S,或者3S內起機,都比較好做,待機功耗做到很低功率的方案,一般IC都考慮好了。沒有什么問題。
13、上升時間和過沖,這個通過調節軟啟動和環路響應實現。
14、負載調整率和線性調整率都是通過調節環路響應來實現。
15、保持時間,更改輸入大電容容量即可。
16、輸出短路保護,現在IC的短路保護越做越好,一般短路時,IC的VCC輔助繞組電壓低,IC靠啟動電阻供電,IC啟動后,Isense腳檢測過流會做短路保護,停止PWM輸出。一般在264V輸入時短路功率最大,短路功率控制住2W以內比較安全。短路時需要測試MOSFET的電流與電壓,并通過查看MOSFET的SOA圖(安全工作區)對應短路是否超出設計范圍。其他異常情況和注意:
1、空載起機后,輸出電壓跳。有可能是輕載時VCC的輔助繞組感應電壓低導致,增加VCC繞組匝數,還有可能是輸出反饋環路不穩定,需要更新環路參數。
2、帶載起機或者空載切重載時電壓起不來。重載時,VCC輔助繞組電壓高,需查看是否過壓,或者是過流保護動作。
還有變壓器設計時按照正常輸出帶載設計,導致重載或者過流保護前變壓器飽和。
3、元器件的應力都應測試,滿載、過載、異常測試時元器件應力都應有余量,余量大小看公司規定和成本考慮。性能測試與調試基本完成。調試時把自己想成是設計這顆IC的人,就能好好理解IC的工作情況并快速解決問題。這些全都按記憶寫的,有點亂,有些沒有記錄到,后續想到了再補上。
我順便提一下,上面原理圖中18的此飽和是500MT,即5000高斯,0,5特斯拉,普通鐵氧體到不了5000吧,頂多4000,好像才3500吧,所以一般的磁通密度選擇1500高斯,變壓器小的可以選大一些,變壓器大的要選小一些,頻彔高的減小頻彔低的可以大一些吧。
從我干開關電源近二十年,算是老手了,我非常深有體會的是,開關電源最難的是環路參數,非常不好確定,普遍不大穩定就是環路沒有調好,這個是一個大問題了,太多搞不定的就是這個問題了,還有變壓器參數的選擇也是一個難點,有人說變壓器的分量非常大,確定多少匝比,規格,如果鐵損線損一樣最好,絞在一起了,無法確定哪個多哪個少了,還有,如何確定磁通密度多少為最合適,也是非常難了,這個多年的經驗非常重要,許多人變壓器不懂設計,還有,風鈴可以磁通大一些,自冷要小一些,都不是一件內容的事情。
現在是很多人知識匱乏,沒有無線電技術的知識,那一些新手根本不懂,把PCB布成整齊的非常隨意的任意走線了,很像精細,那根本胡鬧,不能用的版了,新一代的知識多元化,誘惑太大了,什么人都可以上大學了,比如一些職高的普高沒畢業的人也上大學了,應試教育也是大問題,人才質量不行了,什么也不懂的人多了,他們照樣搞開發,能做成什么好產品,最重要的是知識和學問,卻又是最不在乎是又是學問,浮躁社會浮躁的人,滿腦子就是短平快,要知道欲速則不達,只會抄襲模仿拿來主義山寨之風,模仿制造低劣產品,因為所謂的開發人員就是搬運工,而且所謂人才流動,半拉子一下就飛了,成了政治資本,干過了什么項目,還有不少其實是調試工,技術人員,冒充什么開發人員,老板急于求成,用的其實是偽人才,偽人才只能制造偽劣產品了,就是只會克隆產品復制了,還做不好,大功率的其實不少老外的產品哪個做成了,小功率的相對內容簡單一些不少還是做成了,但做不好的多多了,我談這個是非常普遍存在的社會現實,比如一位做12伏100安,抄襲模仿八九個月沒有做成,最終失敗打水漂了,其實可以做成的,我見過那個產品,同開發人員一交流,發現學問不行,我對那位陳老板說兇多吉少九成以上要失敗的,他不信,就是我完全模仿一個地方也不能漏下,難道做不成,結果呢,真的做不成了,相當多人都以為一抄就成一步到位,總是這么說,結果豈不,哪個成功了,一敗涂地了。其實,那個12伏100安真的不能,就是要有一些學問,失敗的原因就在這里了。
原諒我談了別的方面的了,不過,確實千真萬確,非常普遍而且常態化的我們這個社會的現實了,普遍的從業人員就是知識匱乏,技術和能力不行,就是生搬硬套,克隆主義至上,好像我們這個社會就是假大空的社會,多數的產品都是這么去干的。成了不少其實有不少老外非常不錯的產品,我都見過不少了,怎么都沒有見到我們做的實際產品了,其實大幫小幫都在抄襲,怎么見不到東西呀,因為都失敗了打水漂了,我在這里說了大實話的,非常真實的不要誤解了。如果有何不妥,多多見諒吧。
對了,上面兩個地方將容易錯寫成了內容,修正一下,有一個非常真實的事例,比如01年我國通合公司就做成了LLC多諧振的產品,由于效率高一時非常轟動,模仿者也登門而至,我是在03年初開始非常費勁,與同事大半年了,說來奇怪,原機占空比大仿做的就小了,當時的土辦法就是把環流加大,但效率降低了,另一家深圳南油的一直做不成,耗了不少財力,老板火了起來把那位總工炒掉了。我03年底離開了,改用SG3525,主結構有了,按照規律,3525的死區時間還可以調整呢,占空比大了,就這樣做成功了,我是不會生搬硬套,比較靈活的,人家做不成做不好我就可以做到了,這種情況很多,所以不要完全克隆死板做,必須要會搞電路設計,如果是這樣,好多產品是可以做成的,可以模仿參考,結合自主設計,我的這一事例不也充分說明了嗎,學問和靈活最重要了,就是這么一回事。真正模仿成功還做的不錯的技術功夫也非常不錯了,許多人不懂這個道理,就是難道不成,不相信,真的如此,失敗多多了,即使一些做成了,也是不三不四的,產品性能和質量是一個大問題,還是一句話,偽人才制造偽劣產品,現實上偽人才多得去了,產品冒牌貨多同樣的人才冒牌貨一樣多了,其實,大家相信的倒是謊言的多,一抄就成一步到位就是成了最大的謊言了。滿口子多么省事節省成本,甚至更有甚者,全打包連圖紙都沒有,壞了就是修電器一樣,把壞的找出來換掉就可以了,這個就是投機主義干事了,肯定這樣做的問題特別大,他們就是把財力花在營銷廣告戰了。
基本性能測試后就要做安規EMC方面的準備了。
1、溫升測試,45℃烤箱環境,輸入90,264時變壓器磁芯,線包不超過110℃,PCB在130℃以內。其他的元器件具體值參考下安規要求,溫度最難整的一般都是變壓器。
2、絕緣耐壓測試DC500V,阻值大于100MΩ,初次級打AC3000V時間60S,小于10mA,產線量產可以打AC3600V,6S。建議采用直流電壓DC4242打耐壓。耐壓電流設置10mA,測試過程中測試儀器報警,要檢查初次級距離,初級到外殼,次級到外殼距離,能把測試室拉上窗簾更好,能快速找到放電的位置的電火花。
3、對地阻抗,一般要小于0.1Ω,測試條件電流40A。
4、ESD一般要求接觸4K,空氣8K,有個電阻電容模型問題。一般會把等級提高了打,打到最高的接觸8K,空氣15K。打ESD時,共模電感底下有放電針的話,放電針會放電。電源的ESD還會在散熱器與不同元器件之間打火,一般是距離問題和PCB的layout問題。打ESD打到15K把電源打壞就知道自己做的電源能抗多大的電壓,做安規認證時,心里有底。如果客戶有要求更高的電壓也知道怎么處理。參考EN61000-4-2。
5、EFT這個沒有出現過問題2KV。參考EN61000-4-4。
6、雷擊,差模1K,共模2K,采用壓敏14D471,有輸入大電解,走線沒有大問題基本PASS。碰到過雷擊不過的情況,小功率5W,10W的打掛了,采用能抗雷擊的電解電容。單極PFC做反激打掛了MOSFET,在輸入橋堆后加入二極管與電解電容串聯,電容吸收能量。LED電源打2K與4K的情況,4KV就要采用壓敏電阻+GDT的形式。參考EN61000-4-5。
EFT,ESD,SURGE有A,B,C等級。一般要A等級:干擾對電源無影響。
7、低溫起機。一般便宜的電源,溫度范圍是0-45℃,貴的,工業類,或者LED什么的有要求-40℃-60℃,甚至到85℃。-40℃的時候輸入NTC增大了N倍,輸入電解電容明顯不夠用了,ESR很大,還有PFC如果用500V的MOSFET也是有點危險的(低溫時MOSFET的耐壓值變低)。之前碰到過90V輸入的時候輸出電壓跳,或者是LED閃幾次才正常起來。增加輸入電容容量,改小NTC,增加VCC電容,軟啟動時間加長,初級限流(輸入容量不夠,導致電壓很低,電流很大,觸發保護)從1.2倍放大到1.5倍,IC的VCC繞組增加2T輔助電壓抬高;查找保護線路是否太極限,低溫被觸發(如PFC過壓易被觸發)。
基本性能和安規基本問題解決掉,剩下個傳導和輻射問題。這個時候可以跟客戶談后續價格,自己優化下線路。跟安規工程師確認安規問題,跟產線的工程師確認后續PCB上元器件是否需要做位置的更改,產線是否方便操作等問題。或者有打AI,過回流焊波峰焊的問題,及時對元器件調整。
傳導和輻射測試大家看得比較多,論壇里面也講的多,實際上這個是個砸錢的事情。砸錢砸多了,自然就會了,整改也就快了。能改的地方就那么幾個。
1、這個里面看不見的,特別重要的就算是PCB了,有厲害的可以找到PCB上的線,割斷,換個走線方式就可以搞掉3個dB,余量就有了。
2、一般看到筆記本電源適配器,接電腦的部分就有個很丑的砣,這個就是個EMI濾波器,從適配器出線的部分到筆記本電腦這么長的距離,可以看成是1條天線,增加一個濾波器,就可以濾除損耗。所以一般開關電源的輸出端有一個濾波電感,效果也是一樣的。
3、輸入濾波電感,功率小的,UU型很好用,功率大的基本用環型和ET型。公司有傳導實驗室或者傳導儀器的倒是可以有想法了就去折騰下。要是要去第三方實驗室的就比較痛苦了,光整改材料都要帶一堆。濾波電感用高導的10K材料比較好,對傳導輻射抑制效果都不錯,如果傳導差的話,可以改12K,15K的,輻射差的話可以改5K,7K的材質。
4、輸入X電容,能用小就用小,主要是占地方。這個要配合濾波電感調整的。
5、Y電容,初次級沒有裝Y電容,或者Y電容很小的話一般從150K-30M都是飄的,或者飛出限值了的,裝個471-222就差不多了。Y電容的接法直接影響傳導與輻射的測試數據,一般為初級地接次級的地,也有初級高壓,接次級地,或者放2個Y電容初級高壓和初級地都接次級的地,沒有調好之前誰也說不準的。Y電容上串磁珠,對10MHz以上有效果,但也不全是。每個人調試傳導輻射的方法和方式都有差異機種也不同,問題也不同,所以也許我的方法只適合我自己用。無Y方案大部分是靠改變變壓器來做的,而且功率不好做大。
6、MOSFET吸收,DS直接頂多能接個221,要不溫度就太高了,一般47pF,100pF。RCD吸收,可以在C上串個10-47Ω電阻吸收尖峰。還可以在D上串10-100Ω的電阻,MOSFET的驅動電阻也可以改為100Ω以內。
7、輸出二極管的吸收,一般采用RC吸收足夠了。
8、變壓器,變壓器有銅箔屏蔽和線屏蔽,銅箔屏蔽對傳導效果好,線屏蔽對輻射效果好。至于初包次,次包初,還有些其他的繞法都是為了好過傳導輻射。
9、對于PFC做反激電源的,輸入部分還需要增加差模電感。一般用棒形電感,或者鐵粉芯的黃白環做。
10、整改傳導的時候在10-30MHz部分盡量壓低到有15-20dB余量,那樣輻射比較好整改。開關頻率一般在65KHz,看傳導的時候可以看到65K的倍頻位置,一般都有很高的值。
總之:傳導的現象可以看成是功率器件的開關引起的振蕩在輸入線上被放大了顯示出來,避免振蕩信號出去就要避免高頻振蕩,或者把高頻振蕩吸收掉,損耗掉,以至于顯示出來的時候不超標。
輻射整改
1、PCB的走線按照布線規則來做即可。當PCB有空間的時候可以放2個Y電容的位置:初級大電容的+到次級地;初級大電容-到次級地,整改輻射的時候可以調整。
2、對于2芯輸入的,Y電容除了上述接法還可以在L,N輸入端,保險絲之后接成Y型,再接次級的地,3芯輸入時,Y電容可以從輸入輸出地接到輸入大地來測試。
3、磁珠在輻射中間很重要,以前用過的材料是K5A,K5C,磁珠的阻抗曲線與磁芯大小和尺寸有關。如圖所示,不同的磁珠對不同的頻率阻抗曲線不同。但是都是把高頻雜波損耗掉,成了熱量(30MHz-500MHz)。一般MOSFET,輸出二極管,RCD吸收的D,橋堆,Y電容都可以套磁珠來做測試。
4、輸入共模電感:如果是2級濾波,第一級的濾波電感可以考慮用0.5-5mH左右的感量,蝶形繞法,5K-10K材質繞制,第一級對輻射壓制效果好。如果是3芯輸入,可以在輸入端進線處用三層絕緣線在K5A等同材質繞3-10圈,效果巨好。
5、輸出共模電感,一般采用高導磁芯5K-10K的材料,特殊情況輻射搞不定也可以改為K5A等同材質。
6、MOSFET,漏極上串入磁珠,輸入電阻加大,DS直接并聯22-220pF高壓瓷片電容可以改善輻射能量,也可以換不同電流值的MOS,或者不同品牌的MOSFET測試。
7、輸出二極管,二極管上套磁珠可以改善輻射能量。二極管上的RC吸收也對輻射有影響。也可以換不同電流值來測試,或者更換品牌。
8、RCD吸收,C更改容量,R改阻值,D可以用FR107,FR207改為慢管,但是需要注意慢管的溫度。RCD里面的C可以串小阻值電阻。
9、VCC的繞組上也有二極管,這個二極管也對輻射影響大,一般采取套磁珠,或者將二極管改為1N4007或者其他的慢管。
10、最關鍵的變壓器。能少加屏蔽就少加屏蔽,沒辦法的情況也只能改變壓器了。變壓器里面的銅箔屏蔽對輻射影響大,線屏蔽是最有效果的。一般改不動的時候才去改變壓器。
11、輻射整改時的效率。套滿磁珠的電源先做測試,PASS的情況,再逐個剪掉磁珠。fail的情況,在輸入輸出端來套磁環,判斷輻射信號是從輸入還是輸出發射出來的。
套了磁環還是fail的話,證明輻射能量是從板子上出來的。這個時候要找實驗室的兄弟搞個探頭來測試,看看是哪個元器件輻射的能量最大,哪個原件在超出限值的頻率點能量最高,再對對應的元件整改。
輻射的現象可以看成是功率器件在高速開關情況下,寄生參數引起的振蕩在不同的天線上發射出去,被天線接收放大了顯示出來,避免振蕩信號出去就要避免高頻振蕩,改變振蕩頻率或者把高頻振蕩吸收掉,損耗掉,以至于顯示出來值的時候不超標。
磁珠的運用有個需要注意的地方,套住MOSFET的時候,MOSFET最好是要打K腳,套入磁珠后點膠固定,如果磁珠松動,可能導電引起MOSFET短路。有空間的情況下盡量采用帶線磁珠。
傳導輻射整改完成后,PCB可以定型了,最好按照生產的工藝要求來做改善,更新一版PCB,避免生產時碰到問題。
1、驗證電源的時刻到了,客戶要求,規格書。電源樣品拿給測試驗證組做測試驗證了。之前問題都解決了的話,驗證組是沒問題的,到時間拿報告就可以了。
2、準備小批量試產,走流程,準備物料,整理BOM與提供樣機給生產部同事。
3、準備做認證的材料(保險絲,MOSFET等元器件)與樣機以及做認證的關鍵元器件清單等文檔性材料。關鍵元器件清單里面的元件一般寫3個以上的供應商。認證號一定要對準,錯了的話,后續審廠會有不必要的麻煩。剩下的都是一些基本的溝通問題了。
做認證時碰到過做認證的時候溫升超標了的,只能加導熱膠導出去。或者提高效率,把傳導與輻射的余量放小。這種問題一般是自己做測試時余量留得太少,很難碰到的。
4、一般認證2個月左右能拿到的。2個月的時間足夠把試產做好了。
5、試產問題:基本上都是要改大焊盤,插件的孔大小更改,絲印位置的更改等。
6、試產的測試按IPS和產線測試的規章制度完成。
碰到過裸板耐壓打不過的,原因竟然是把裸板放在綠色的靜電皮上操作; 也有是麥拉片折痕處貼的膠帶磨損了。
7、輸入有大電容的電源,需要要求測試的工序里面增加一條,測試完畢給大電容放電的一個操作流程。
8、試產完成后開個試產總結會,試產PASS,PCB可以開模了。量產基本上是不會找到研發工程師了,頂多就是替代料的事宜。
9、做完一個產品,給自己寫點總結什么的,其中的經驗教訓,或者是有點失敗的地方,或者是不同IC的特點。項目做多了,自然就會了。
整個開發過程中都是一個團隊的協作,所以很厲害的工程師,溝通能力也是很強的,研發一個產品要跟很多部門打交道,技術類的書要看,技術問題也要探討,同時溝通與禮儀方面的知識也要學習,有這些前提條件,開發起來也就容易多了。
電容:有幾個特性是需要注意的,做0-40℃的產品可能都還很順利,但是做到-40℃—60℃的產品時就出問題了,起機不正常,跳了幾次后才起來,LED電源最明顯,輸出帶載抖動,PFC的MOSFET低溫炸了,或者反激的MOSFET炸了。這個就是電容低溫時的特性導致的。電解電容在低溫時ESR很大,容量很小,可以看成1個NTC與一個小電容串聯,起機的前幾個周期,電容峰值電壓高,儲能不夠,無法滿載起機,這種情況要加大電容容量,或者換更好的系列的電容。如輸出抖動之類的情況基本就是反饋環路上的電容容值太臨界,低溫時容量的差異導致環路不穩定,熱機后問題就沒有重復出現了。對于電容的材質、溫度特性、以及datasheet里面圖表和參數多少都必須要有了解,并且能用理論與自身經驗來證明設計是對的。與電容在電路里面不同的作用必須弄清楚,才能選對電容。電容的壽命也是需要關注的,瓷片電容,陶瓷電容雖然比電解電容壽命長,但是都是有壽命的,相關的問題都可以查找資料來參考。
二極管
這個里面分類很多,必須搞清楚二極管的工作原理。模擬電路的書里面講的比較抽象,還是需要看看半導體工藝,半導體制造,等其他的書來做個了解,二極管的datasheet里面有很多參數與曲線,看不懂的情況直接網上搜索相關內容,學校里面學的對于工程應用來講還是太過于簡單。學校只教了這個東西怎么工作,但是怎么選型,選肖特基,超快恢復,還是普通整流的還是其他類型都沒有講。選型也需要做大量的前期工作,最簡單的還是經驗值。在加班自學階段,自己做實驗來驗證二極管參數,二極管datasheet里面的很多參數可以自己用些方法測試出來,網上一般能找到。做二極管的實驗測試正向電壓電流功率,找到二極管的熱阻,再來推算散熱片的尺寸對溫度影響等,接下來散熱設計就可以開始從這里入門了。
三極管,MOSFET,IGBT 二極管弄明白了后,再來看三極管,MOSFET,IGBT就比較容易理解了。那么多的概念性的東西,還有一大堆的計算,公式等等,都復雜得很。從簡單的來講,開關電源就是讓這些開關器件工作在飽和區,按照這些元器件的設計要求來做,其他的情況碰到了再去學習就可以了。這些元器件,用多了,慢慢的公式也就容易理解了,之后再看看不同的廠家的元器件的培訓資料,選型方案等等。
電感,變壓器這些設計根據經驗總結出來,一般ΔB值,占空比,溫升基本計算就可以了。至于采用什么磁芯,可以找供應商來推薦的,也可以自己用公式計算出來,一般書上的公式需要自己驗證一下,對于有出入的地方做相應的調整。比如書上的變壓器計算一般不包括屏蔽,線損什么的,自己做計算的時候需要把這些考慮進去。變壓器的繞線可以參考圖片。(書籍《精通開關電源設計》第266頁)
采用棒形電感,工字型電感的設計功率建議小于20W,功率大的采用環形電感設計。環形電感的設計里面可以根據這個鏈接了解下。http://
當實際應用與元器件的特性基本掌握的時候,可以開始下一個階段的學習了。
學習不同公司的應用文檔,電源的書里面的計算公式,以及自己設計時抓到的波形來分析,來對應這些公式做計算,做優化,做出一套適合自己思維模式的計算書。
比如橋堆的計算書對應不同的輸出特性要求,以及之前做項目的經驗,可以得出橋堆的峰值電流能到多少A能過1kV雷擊或者2kV雷擊。多大的封裝在密封環境或者open的環境的溫升數值,散熱片尺寸。
計算書采用MATHCAD的就能滿足一般要求,每次做個設計都可以更新里面的參數與系數值為后續的設計提供方便。有了計算書,之前的經驗就相當于一個總結了,這個時候對應自己的計算書再來看電源設計書里面的公式,基本上就能看懂了。自己也會比較容易的開始推導這些公式了。參考一個飛兆的反激電源設計參考書。AN-4137 AN-4137SC.pdf
把帖子從頭看了一遍。寫得有點多,由于最近較忙,后續的寫得有點亂。
至于PFC與LLC的電源,此篇就不寫了,里面碰到的情況也差不多,用過6599,1910,1716,這幾顆IC,用得不精,說不上好與不好,這些都是要看應用場合的。
一般用新IC,都需要對datasheet多看幾遍,設計參數時對里面的圖表多對照一下。一旦出現問題的時候,可以站在IC設計者的角度去考慮下,這個里面的邏輯是什么樣子的。當然,有個簡單的途徑:搜索IC公司的專利,這個時候就像找到了寶藏一樣的,里面的原理都解釋的非常清楚。對應硬件電路的學習,也可以查找專利,對于理解電路里面元器件的作用幫助很大。有幾本書籍可以推薦一下的。《開關電源設計指南(第二版)》 《開關電源設計第三版》 《精通開關電源設計(中文版)》 《開關電源故障診斷與排除》 《晶體管電路設計(上)》 《晶體管電路設計(下)》
《變壓器與電感器設計手冊-第三版(中文)》 《半導體制造基礎》 《電路模塊表面組裝技術》 《實用模擬電路設計》
《AN-4151SC采用飛兆半導體FSFR系列功率開關(FPSTM)半橋LLC諧振[1].pdf》 《AN-4134采用FPS的隔離式正激AC-DC開關電源設計指南.pdf》 《AN-4137SC[1].pdf》
當然還有很多好書,不一一推薦了。原理性的東西這些書基本夠參考了。再做認證,降成本,大批量生產,這些基本就要靠經驗和歷練去慢慢學習了。此篇理論性的東西到此吧,后續再傳些小的應用手冊吧。非常感謝大家對這個帖子的關注。
第二篇:開關電源EMI設計經驗
開關電源的EMI干擾源集中體現在功率開關管、整流二極管、高頻變壓器等,外部環境對開關電源的干擾主要來自電網的抖動、雷擊、外界輻射等。
1.開關電源的EMI源
開關電源的EMI干擾源集中體現在功率開關管、整流二極管、高頻變壓器等,外部環境對開關電源的干擾主要來自電網的抖動、雷擊、外界輻射等。
(1)功率開關管
功率開關管工作在On-Off快速循環轉換的狀態,dv/dt和di/dt都在急劇變換,因此,功率開關管既是電場耦合的主要干擾源,也是磁場耦合的主要干擾源。
(2)高頻變壓器
高頻變壓器的EMI來源集中體現在漏感對應的di/dt快速循環變換,因此高頻變壓器是磁場耦合的重要干擾源。
(3)整流二極管
整流二極管的EMI來源集中體現在反向恢復特性上,反向恢復電流的斷續點會在電感(引線電感、雜散電感等)產生高 dv/dt,從而導致強電磁干擾。
(4)PCB
準確的說,PCB是上述干擾源的耦合通道,PCB的優劣,直接對應著對上 述EMI源抑制的好壞。
2.開關電源EMI傳輸通道分類
(一).傳導干擾的傳輸通道
(1)容性耦合(2)感性耦合(3)電阻耦合
a.公共電源內阻產生的電阻傳導耦合b.公共地線阻抗產生的 電阻傳導耦合c.公共線路阻抗產生的電阻傳導耦合(二).輻射干擾的傳輸通道
(1)在開關 電源中,能構成輻射干擾源的元器件和導線均可以被假設為天線,從而利用電偶極子和磁偶極子理論進行分析;二極管、電容、功率開關管可以假設為電偶極子,電 感線圈可以假設為磁偶極子;(2)沒有屏蔽體時,電偶極子、磁偶極子,產生的電磁波傳輸通道為空氣(可以假設為自由空間);
(3)有屏蔽體時,考慮屏蔽體的縫隙和孔洞,按照泄漏場的數學模型進行分析處理。
3.開關電源EMI抑制的9大措施
在開關電源中,電壓和電流的突變,即高dv/dt和di/dt,是其EMI產生的主要原因。實現開關電源的EMC設計技術措施主要基于以下兩點:
(1)盡量減小電源本身所產生的干擾源,利用抑制干擾的方法或產生干擾較小的元器件和電路,并進行合理布局;
(2)通過接地、濾波、屏蔽 等技術抑制電源的EMI以及提高電源的EMS。
分開來講,9大措施分別是:
(1)減小dv/dt和di/dt(降 低其峰值、減緩其斜率)
(2)壓敏電阻的合理應用,以降低浪涌電壓
(3)阻尼網絡抑制過沖
(4)采用軟恢復特 性的二極管,以降低高頻段EMI(5)有源功率因數校正,以及其他諧波校正技術
(6)采用合理設計的電源線濾波器
(7)合理的接地處理
(8)有效的屏蔽措施
(9)合理的PCB設計
4.高頻變壓器漏感的控制
高頻變壓器的漏感是功率開關管關斷尖峰電壓產生的重要原因之一,因此,控制漏感成為解決高頻變壓器帶來的EMI首要面對的問題。
減小高頻變壓器漏感兩個切入點:電氣設計、工藝設計!
(1)選擇合適磁芯,降低漏感。漏感與原邊匝數平方成正比,減小匝數會顯著降低漏感。
(2)減小繞組間的絕緣層。現在有一種稱之為“黃金薄膜”的絕緣層,厚度20~100um,脈沖擊穿電壓可達幾千伏。
(3)增加繞組間耦合度,減小漏感。5.高頻變壓器的屏蔽
為防止高頻變壓器的漏磁對周圍電路產生干擾,可采用屏 蔽帶來屏蔽高頻變壓器的漏磁場。屏蔽帶一般由銅箔制作,繞在變壓器外部一周,并進行接地,屏蔽帶相對于漏磁場來說是一個短路環,從而抑制漏磁場更大范圍的 泄漏。
高頻變壓器,磁心之間和繞組之間會發生相對位移,從而導致高頻變壓器在工作中產生噪聲(嘯叫、振動)。為防止該噪聲,需要對變 壓器采取加固措施:
(1)用環氧樹脂將磁心(例如EE、EI磁心)的三個接觸面進行粘接,抑制相對位移的產生;
(2)用“玻璃珠”(Glass beads)膠合劑粘結磁心,效果更好。
第三篇:經驗所談
1.我17歲就開始做批發的推銷員,就更加體會到掙錢的不容易、生活的艱辛了。人家做8個小時,我就做16個小時。
2.我們的社會中沒有大學文憑、白手起家而終成大業的人不計其數,其中的優秀企業家群體更是引人注目。他們通過自己的活動為社會作貢獻,社會也回報他們以崇高榮譽和巨額財富。
3.精明的商家可以將商業意識滲透到生活的每一件事中去,甚至是一舉手一投足。充滿商業細胞的商人,賺錢可以是無處不在、無時不在。-
4.我凡事必有充分的準備然后才去做。一向以來,做生意處理事情都是如此。例如天文臺說天氣很好,但我常常問我自己,如5分鐘后宣布有臺風,我會怎樣,在香港做生意,亦要保持這種心理準備。
5.精明的商人只有嗅覺敏銳才能將商業情報作用發揮到極致,那種感覺遲鈍、閉門自鎖的公司老板常常會無所作為。
6.我從不間斷讀新科技、新知識的書籍,不至因為不了解新訊息而和時代潮流脫節。
7.即使本來有一百的力量足以成事,但我要儲足二百的力量去攻,而不是隨便去賭一賭。
8.擴張中不忘謹慎,謹慎中不忘擴張。……我講求的是在穩健與進取中取得平衡。船要行得快,但面對風浪一定要捱得住。
9.好的時候不要看得太好,壞的時候不要看得太壞。最重要的是要有遠見,殺雞取卵的方式是短視的行為。
10.不必再有絲毫猶豫,競爭既搏命,更是斗智斗勇。倘若連這點勇氣都沒有,談何在商場立腳,超越置地?
11.對人誠懇,做事負責,多結善緣,自然多得人的幫助。淡泊明志,隨遇而安,不作非分之想,心境安泰,必少許多失意之苦。
12.在逆境的時候,你要問自己是否有足夠的條件。當我自己逆境的時候,我認為我夠!因為我勤奮、節儉、有毅力,我肯求知及肯建立一個信譽。
13.做生意一定要同打球一樣,若第一桿打得不好的話,在打第二桿時,心更要保持鎮定及有計劃,這并不是表示這個會輸。就好比是做生意一樣,有高有低,身處逆境時,你先要鎮定考慮如何應付。
14.我表面謙虛,其實很驕傲,別人天天保持現狀,而自己老想著一直爬上去,所以當我做生意時,就警惕自己,若我繼續有這個驕傲的心,遲早有一天是會碰壁的。
15.當生意更上一層樓的時候,絕不可有貪心,更不能貪得無厭。
16.任何一種行業,如有一窩蜂的趨勢,過度發展,就會造成摧殘。-
17.隨時留意身邊有無生意可做,才會抓住時機 把握升浪起點。著手越快越好。遇到不尋常的事發生時立即想到賺錢,這是生意人應該具備的素質。
18.人才缺乏,要建國圖強,亦徒成虛愿。反之,資源匱乏的國家,若人才鼎盛,善于開源節流,則自可克服各種困難,而使國勢蒸蒸日上。從歷史上看,資源貧乏之國不一定衰弱,可為明證。
19.假如今日,如果沒有那么多人替我辦事,我就算有三頭六臂,也沒有辦法應付那么多的事情,所以成就事業最關鍵的是要有人能夠幫助你,樂意跟你工作,這就是我的哲學。
20.你們不要老提我,我算什么超人,是大家同心協力的結果。我身邊有300員虎將,其中100人是外國人,200人是年富力強的香港人。-
21.長江取名基于長江不擇細流的道理,因為你要有這樣豁達的胸襟,然后你才可以容納細流??沒有小的支流,又怎能成長江?
22.在我心目中,不理你是什么樣的膚色,不理你是什么樣的國籍,只要你對公司有貢獻,忠誠、肯做事、有歸屬感,即有長期的打算,我就會幫他慢慢地經過一個時期而成為核心分子,這是我公司一向的政策。
23.一個總司令,是一個集團軍的統帥,拿起機關槍總不會勝過機關槍手,走到炮兵隊操作大炮也不如炮兵。但作為集團軍的總司令不要管這些,只要懂得運用戰略便可以,所以整個組織十分重要。
24.人才取之不盡,用之不竭。你對人好,人家對你好是自然的,世界上任何人都可以成為你的核心人物。
25.知人善任,大多數人都會有部分的長處,部分的短處,各盡所能,各得所需,以量才而用為原則。
26.可以毫不夸張地說,一個大企業就像一個大家庭,每一個員工都是家庭的一分子。就憑他們對整個家庭的巨大貢獻,他們也實在應該取其所得,只有反過來說,是員工養活了整個公司,公司應該多謝他們都對。
27.不為五斗米折腰的人,在哪里都有。你千萬別傷害別人的尊嚴,尊嚴是非常脆弱的,經不起任何的傷害。
28.在我的企業內,人員的流失及跳槽率很低,并且從沒出現過工潮。最主要的是員工有歸屬感,萬眾一心。
29.有錢大家賺,利潤大家分享,這樣才有人愿意合作。假如拿10%的股份是公正的,拿11%也可以,但是如果只拿9%的股份,就會財源滾滾來。
30.我老是在說一句話,親人并不一定就是親信。一個人你要跟他相處,日子久了,你覺得他的思路跟你一樣是正面的,那你就應該可以信任他;你交給他的每一項重要工作,他都會做,這個人就可以做你的親信。
31.人要去求生意就比較難,生意跑來找你,你就容易做,那如何才能讓生意來找你?那就要靠朋友。如何結交朋友?那就要善待他人,充分考慮到對方的利益。
32.有金錢之外的思想,保留一點自己值得自傲的地方,人生活得更加有意義。
33.以往我是百分之九十九是教孩子做的道理,現在有時會與他們談生意……但約三分之一談生意,三分之二教他們做人的道理。因為世情才是大學問。
34.壞人固然要防備,但壞人畢竟是少數,人不能因噎廢食,不能為了防備極少數壞人連朋友也拒之門外。更重要的是,為了防備壞人的猜疑,算計別人,必然會使自己成為孤家寡人,,既沒有了朋友,也失去了事業上的合作者,最終只能落個失敗的下場。
35.那些私下忠告我們,指出我們錯誤的人,才是真正的朋友。
36.商業合作必須有三大前提:一是雙方必須有可以合作的利益,二是必須有可以合作的意愿,三是雙方必須有共享共榮的打算。此三者缺一不可。
37.不義而富且貴,于我如浮云。是我的錢,一塊錢掉在地上我都會去撿。不是我的,一千萬塊錢送到我家門口我都不會要。我賺的錢每一毛錢都可以公開,就是說,不是不明白賺來的錢。
38.我覺得,顧及對方的利益是最重要的,不能把目光僅僅局限在自己的利上,兩者是相輔相成的,自己舍得讓利,讓對方得利,最終還是會給自己帶來較大的利益。占小便宜的不會有朋友,這是我小的時候我母親就告訴給我的道理,經商也是這樣。
39.一個人一旦失信于人一次,別人下次再也不愿意和他交往或發生貿易往來了。別人寧愿去找信用可靠的人,也不愿意再找他,因為他的不守信用可能會生出許多麻煩來。
40.如果取得別人的信任,你就必須做出承諾,一經承諾之后,便要負責到底,即使中途有困難,也要堅守諾言。
41.我生平最高興的,就是我答應幫助人家去做的事,自己不僅是完成了,而且比他們要求的做得更好,當完成這些信諾時,那種興奮的感覺是難以形容的……
42.世情才是學問。世界上每一個人都精明,要令大家信服并喜歡不容易?
43.注重自己的名聲,努力工作、與人為善、遵守諾言,這樣對你們的事業非常有幫助。
44.講信用,夠朋友。這么多年來,差不多到今天為止,任何一個國家的人,任何一個省份的中國人,跟我做伙伴的,合作之后都成為好朋友,從來沒有一件事鬧過不開心,這一點是我引以為榮的事。
45.我個人對生活一無所求,吃住都十分簡單,上天給我的恩賜,我并沒多要財產的奢求。如果此生能做多點對人類、民族、國家長治久安有益的事,我是樂此不疲的。
46.保持低調,才能避免樹大招風,才能避免成為別人進攻的靶子。如果你不過分顯示自己,就不會招惹別人的敵意,別人也就無法捕捉你的虛實。
47.如果單以金錢來算,我在香港第六、七名還排不上,我這樣說是有事實根據的。但我認為,富有的人要看他是怎么做。照我現在的做法我為自己內心感到富足,這是肯定的。
48.做人最要緊的,是讓人由衷地喜歡你,敬佩你本人,而不是你的財力,也不是表面上讓人聽你的。
49.絕不同意為了成功而不擇手段,刻薄成家,理無久享。
50.一個有使命感的企業家,應該努力堅持走一條正途,這樣我相信大家一定可以得到不同程度的成就。
51.要成為一位成功的領導者,不單要努力,更要聽取別人的意見,要有忍耐力,提出自己意見前,更要考慮別人的意見,最重要的是創出新穎的意念……作為一個領袖,第一最重要的是責已以嚴,待人以寬;第二。要令他人肯為自己辦事,并有歸屬感。機構大必須依靠組織,在二三十人的企業,領袖走在最前端便最成功。當規模擴大至幾百人,領袖還是要去參與工作,但不一定是走在前面的第一人。要大便要靠組織,否則,便遲早會撞板,這樣的例子很多,百多年的銀行也一朝崩潰。
52.未攻之前一定先要守,每一個政策的實施之前都必須做到這一點。當我著手進攻的時候,我要確信,有超過百分之一百的能力。換句話說,即使本來有一百的力量足以成事,但我要儲足二百的力量才去攻,而不是隨便去賭一賭。
53.與其到頭來收拾殘局,甚至做成蝕本生意,倒不如當時理智克制一些。
54.眼睛僅盯在自己小口袋的小商人,眼光放在世界大市場的是大商人。同樣是商人,眼光不同,境界不同,結果也不同。
55.身處在瞬息萬變的社會中,應該求創新,加強能力,居安思危,無論你發展得多好,時刻都要做好準備。
56.中華民族勤勞勇敢,堅忍不拔,雖然歷史上有過受辱挨打的過去,但是現在走正確的道路必然會有著光明的未來。無論哪個民族和人民,都是愛自己國家……
57.力爭上游,雖然辛苦,但也充滿了機會。我們做任何事,都應該有一番雄心壯志,立下遠大和目標,用熱忱激發自己干事業的動力。-
58.人,第一要有志,第二要有識,第三要有恒,有志則斷不甘為下流。
59.知識不僅是指課本的內容,還包括社會經驗、文明文化、時代精神等整體要素,才有競爭力,知識是新時代的資本,五六十年代人靠勤勞可以成事;今天的香港要搶知識,要以知識取勝。
60.人們贊譽我是超人,其實我并非天生就是優秀的經營者。到現在我只敢說經營得還可以,我是經歷了很多挫折和磨難之后,才領會一些經營的要訣的。
61.今天在競爭激烈的世界中,你付出多一點,便可贏得多一點。好像奧運會一樣,如果跑短賽,雖然是跑第一的那個贏了,但比第二、第三的只勝出少許,只要快一點,便是贏。
62.當你作出決定后,便要一心一意地朝著目標走,常常記著名譽是你的最大資產,今天便要建立起來。
63.在事業上謀求成功,沒有什么絕對的公式,但如果能依賴某些原則的話,能將成功的希望提高許多。
64.苦難的生活,是我人生的最好鍛煉,尤其是做推銷員,使我學會了不少的東西,明白了不少事理。所以這些,是我天10億100億也買不到的。
65.我認為勤奮是個人成功的要素,所謂一分耕耘,一分收獲,一個人所獲得的報酬和成果,與他所付出的努力是有極大的關系。運氣只是一個小因素,個人的努力才是創造事業的最基本條件。
66.創業的過程,實際上就是恒心和毅力堅持不懈的發展過程,其中并沒有什么秘密,但要真正做到中國古老的格言所說的勤和儉也不太容易。而且,從創業之初開始,還要不斷學習,把握時機。
67.在看蘇東坡的故事后,就知道什么叫無故受傷害。蘇東坡沒有野心,但就是給人陷害,他弟弟說得對:我哥哥錯在出名,錯在高調。這個真是很無奈的過失。
68.年輕時我表面謙虛,其實我內心很驕傲。為什么驕傲呢?因為同事們去玩的時候,我去求學問;他們每天保持原狀,而自己的學問日漸提高。
69.我這棵小樹是從沙石風雨中長出來的,你們可以去山上試試,由沙石長出來的小樹,要拔去是多么的費力啊!但從石縫里長出來的小樹,則更富有生命力。
70.科技世界深如海,正如曾國藩所說的,必須有智、有識,當你懂得一門技藝,并引以為榮,便愈知道深如海,而我根本未到深如海的境界,我只知道別人走快我們幾十年,我們現在才起步追,有很多東西要學習。
71.無論何種行業,你越拼搏,失敗的可能性越大,但是你有知識,沒有資金的話,小小的付出就能夠有回報,并且很可能達到成功。
72.從前經商,只要有些計謀,敏捷迅速,就可以成功;可現在的企業家,還必須要有相當豐富的知識資產,對于國內外的地理、風俗、人情、市場調查、會計統計等都非常熟悉不可。
73.一個人憑己的經驗得出的結論當然是最好,但是時間就浪費得多了,如果能將書本知識和實際工作結合起來,那才是最好的。
74.下一個世紀的企業家將和我完全不同,因新世紀企業家的成功取決于科技和知識,而不是錢。
75.作為父母,讓孩子在十五六歲就遠離家鄉,遠離親人,只身到外面去求學深造,當然是有些于心不忍,但是為了他們的將來,就是再不忍心也要忍心。
76.如果在競爭中,你輸了,那么你輸在時間;反之,你贏了,也贏在時間。
77.世界上并非每一件事情,都是金錢可以解決的,但是確實有很多事情需要金錢才能解決。
78.我的錢來自社會,也應該用于社會,我已不再需要更多的錢,我賺錢不是只為了自己。為了公司,為了股東,也為了替社會多做些公益事業,把多余的錢分給那些殘疾及貧困的人。
79.萬一真的失敗了,也不必怨恨,慢慢圖謀東山再起的機會,只要一息尚存,仍有作最后決戰的本錢。
80.一個人除了賺錢滿足自己的成就感之外,就是為了讓自己生活得更好一點,如果只顧賺錢,并賠上自己的健康,那是很不值得的。
81.做事投入是十分重要的。你對你的事業有興趣,你的工作一定會做得好。
82.盡量擠出時間使自己得到良好的休息。只有得到良好的休息,才會有充沛、旺盛的精力去面對突如其來發生的各種事情。
83.衣服和鞋子是什么牌子,我都不怎么講究。一套西裝穿十年八年是很平常的事。我的皮鞋十雙有五雙是舊的。皮鞋壞了,扔掉太可惜,補好了照樣可以穿。我手上戴的手表,也是普通的,已經用了好多年。-
84.我覺得一家幸福是最緊要,生意起跌是小事。生意今日起,明日跌,一家人開心最緊要。
85.商業的存在除了創造繁榮和就業,最大作用是服務人類的需要。企業是為股東謀取利潤的,但應該堅持固定文化,這里經營的其中一項成就,是企業長遠發展最好的途徑。
86.為了適應時代發展變化的需要,也為了企業自身的生存和發展,企業必須以市場為導向、以創新為手段、以效率為核心,重建企業形象。-
87.我們長江要生存,就得要競爭;要競爭,就必須有好的質量。只有保證質量,才能保證信譽,才能保證長江的發展壯大。
88.我對自己有一個約束,并非所有賺錢的生意都做。有些生意,給多少錢讓我賺,我都不賺……有些生意,已經知道是對人有害,就算社會容許做,我都不做。
89.領導全心協力投入熱誠,是企業最大的鼓動力。與員工互動溝通,對同事尊重,才可建立團隊精神。人才難求,對具備創意、膽識及謹慎態度的同事,應給予良好的報酬和顯示明確的前途。
90.對一個職工,如果他平時馬馬虎虎,我會十分生氣,一定會批評,但他有時做錯事,你應該給他機會去改正。
91.大部分的人都有部分長處部分短處,好像大象食量以斗計,螞蟻一小勺便足夠。各盡所能,各得所需,以量才而用為原則;又像一部機器,假如主要的機件需要用五百匹馬力去發動,雖然半匹馬力與五匹馬力相比是小得多,但也能發揮其一部分作用。
92.中國古人講:萬變不離其宗。這個宗就是指合乎實際情況,合乎道理。變是一定要變的,這個世界本來就是豐富多彩的,千變萬化的。-
93.要給員工好的待遇及前途,讓他們有受重視的感覺。當然,還要有良好的監督和制衡制度,不然山高皇帝遠,一個好人也會變壞。
94.雖然老板受到的壓力較大,但是做老板所賺的錢,已經多過員工很多,所以我事事總不忘提醒自己,要多為員工考慮,讓他們得到應得的利益。
95.我認為要像西方那樣,有制度且比較進取,用兩種方式來做,而不是全盤西化或是全盤儒家。儒家有它的好處,也有它的短處,儒家在進取方面是很不夠的。
96.一間小的家庭式公司要一手一腳去做,得當公司發展大子,便要讓員工有歸屬感,令他們感到安心,這是十分重要的。管理之道,簡單來說是知人善任,但在原則上一定要令他們有歸屬感,要他們喜歡你。
97.只有博大的胸襟,自己才不會那么驕傲,不會認為自己樣樣出眾,承認其他人的長處,得到他人的幫助,這便是古人所說的有容乃大的道理。
98.凡事都留個余地,因為人是人,人不是神,不免有錯處,可以原諒人的地方,就原諒人。
據香港媒體報道,到目前為止,長江集團主席李嘉誠通過他的基金會向內地及香港地區的捐款超過了50億港元。
李嘉誠日前表示,關注近期的政改爭拗,香港不能承受不安定。他呼吁大家為了香港前途好,不要為選票而出位。他也相信,香港絕大部分人都是愛國的,而他個人更是熱愛國家、香港與中華民族。
李嘉誠認為,愛國不論貧富,人人都可以找到自己的表達方式;愛國是與生俱來,無分階級地位的,一個人一定要有國家及民族觀念,不論貧富都要愛國愛家。如果一個人沒國家民族觀念,即使富有,也實在令人惋惜。
第四篇:開關電源EMI設計經驗
開關電源EMI設計經驗
2010-05-24 來源:工控商務網 瀏覽:56 [推薦朋友] [打印本稿] [字體:大 小] 開關電源的EMI干擾源集中體現在功率開關管、整流二極管、高頻變壓器等,外部環境對開關電源的干擾主要來自電網的抖動、雷擊、外界輻射等。
一、開關電源的EMI源
開關電源的EMI干擾源集中體現在功率開關管、整流二極管、高頻變壓器等,外部環境對開關電源的干擾主要來自電網的抖動、雷擊、外界輻射等。
1、功率開關管
功率開關管工作在On-Off快速循環轉換的狀態,dv/dt和di/dt都在急劇變換,因此,功率開關管既是電場耦合的主要干擾源,也是磁場耦合的主要干擾源。
2、高頻變壓器
高頻變壓器的EMI來源集中體現在漏感對應的di/dt快速循環變換,因此高頻變壓器是磁場耦合的重要干擾源。
3、整流二極管
整流二極管的EMI來源集中體現在反向恢復特性上,反向恢復電流的斷續點會在電感(引線電感、雜散電感等)產生高 dv/dt,從而導致強電磁干擾。
4、PCB
準確的說,PCB是上述干擾源的耦合通道,PCB的優劣,直接對應著對上 述EMI源抑制的好壞。
二、開關電源EMI傳輸通道分類
1、傳導干擾的傳輸通道 1.1、容性耦合 1.2、感性耦合 1.3、電阻耦合
1.3.1、公共電源內阻產生的電阻傳導耦合 1.3.2、公共地線阻抗產生的 電阻傳導耦合 1.3.3、公共線路阻抗產生的電阻傳導耦合
2、輻射干擾的傳輸通道
2.1、在開關 電源中,能構成輻射干擾源的元器件和導線均可以被假設為天線,從而利用電偶極子和磁偶極子理論進行分析;二極管、電容、功率開關管可以假設為電偶極子,電感線圈可以假設為磁偶極子; 2.2、沒有屏蔽體時,電偶極子、磁偶極子,產生的電磁波傳輸通道為空氣(可以假設為自由空間);
2.3、有屏蔽體時,考慮屏蔽體的縫隙和孔洞,按照泄漏場的數學模型進行分析處理。
三、開關電源EMI抑制的9大措施
在開關電源中,電壓和電流的突變,即高dv/dt和di/dt,是其EMI產生的主要原因。實現開關電源的EMC設計技術措施主要基于以下兩點:
1、盡量減小電源本身所產生的干擾源,利用抑制干擾的方法或產生干擾較小的元器件和電路,并進行合理布局;
2、通過接地、濾波、屏蔽 等技術抑制電源的EMI以及提高電源的EMS。
2.1、減小dv/dt和di/dt(降 低其峰值、減緩其斜率)2.2、壓敏電阻的合理應用,以降低浪涌電壓 2.3、阻尼網絡抑制過沖
2.4、采用軟恢復特 性的二極管,以降低高頻段EMI 2.5、有源功率因數校正,以及其他諧波校正技術 2.6、采用合理設計的電源線濾波器 2.7、合理的接地處理 2.8、有效的屏蔽措施 2.9、合理的PCB設計
四、高頻變壓器漏感的控制
高頻變壓器的漏感是功率開關管關斷尖峰電壓產生的重要原因之一,因此,控制漏感成為解決高頻變壓器帶來的EMI首要面對的問題。
減小高頻變壓器漏感兩個切入點:電氣設計、工藝設計!
1、選擇合適磁芯,降低漏感。漏感與原邊匝數平方成正比,減小匝數會顯著降低漏感。
2、減小繞組間的絕緣層。現在有一種稱之為“黃金薄膜”的絕緣層,厚度20~100um,脈沖擊穿電壓可達幾千伏。
3、增加繞組間耦合度,減小漏感。
五、高頻變壓器的屏蔽 為防止高頻變壓器的漏磁對周圍電路產生干擾,可采用屏 蔽帶來屏蔽高頻變壓器的漏磁場。屏蔽帶一般由銅箔制作,繞在變壓器外部一周,并進行接地,屏蔽帶相對于漏磁場來說是一個短路環,從而抑制漏磁場更大范圍的泄漏。
高頻變壓器,磁心之間和繞組之間會發生相對位移,從而導致高頻變壓器在工作中產生噪聲(嘯叫、振動)。為防止該噪聲,需要對變壓器采取加固措施:
1、用環氧樹脂將磁心(例如EE、EI磁心)的三個接觸面進行粘接,抑制相對位移的產生;
2、用“玻璃珠”(Glass beads)膠合劑粘結磁心,效果更好。
第五篇:某高手談開關電源設計心得
首先從開關電源的設計及生產工藝開始描述吧,先說說印制板的設計。開關電源工作在高頻率,高脈沖狀態,屬于模擬電路中的一個比較特殊種類。布板時須遵循高頻電路布線原則。
1、布局:脈沖電壓連線盡可能短,其中輸入開關管到變壓器連線,輸出變壓器到整流管連接 線。脈沖電流環路盡可能小如輸入濾波電容正到變壓器到開關管返回電容負。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電源輸入端,輸入線應避免與其他電路平行,應避開。Y電容應放置在機殼接地端子或FG連接端。共摸電感應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,以上幾項對開關電 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靠近輸出端子,可影響電源輸出紋波指標,兩只小容量電容并聯效果應優于用一只大容量電容。發熱器件要和電解 電容保持一定距離,以延長整機壽命,電解電容是開關電源壽命的瓶勁,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 可將其放置在進風口。
控制部分要注意:高阻抗弱信號電路連線要盡量短如取樣反饋環路,在處理時要盡量避免其受干擾、電流取樣信號電路,特別是電流控制型電路,處理不好易出現 一些想不到的意外,其中有一些技巧,現以3843電路舉例見圖(1)圖一效果要好于圖二,圖二在滿載時用示波器觀測電流波形上明顯疊加尖刺,由于干擾限流 點比設計值偏低,圖一則沒有這種現象、還有開關管驅動信號電路,開關管驅動電阻要靠近開關管,可提高開關管工作可靠性,這和功率 MOSFET高直流阻抗電壓驅動特性有關。
下面談一談印制板布線的一些原則。
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已經不存在什么問題,完全能夠滿足大多數應用場合。考慮 到開關電源所采用的元器件及生產工藝,一般雙面板最小線間距設為0.3mm,單面板最小線間距設為0.5mm,焊盤與焊盤、焊盤與過孔或過孔與過孔,最小 間距設為0.5mm,可避免在焊接操作過程中出現“橋接”現象。,這樣大多數制板廠都能夠很輕松滿足生產要求,并可以把成品率控制得非常高,亦可實現合理 的布線密度及有一個較經濟的成本。
最小線間距只適合信號控制電路和電壓低于63V的低壓電路,當線間電壓大于該值時一般可按照500V/1mm經驗值取線間距。
鑒于有一些相關標準對線間距有較明確的規定,則要嚴格按照標準執行,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 側線間距為1mm實踐證明是可行的。對交流輸入,(隔離)直流輸出的電源產品,比較嚴格的規定為安全間距要大于等于6mm,當然這由相關的標準及執行方法 確定。一般安全間距可由反饋光耦兩側距離作為參考,原則大于等于這個距離。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。一般開關電源交流 輸入側走線或板上元件距非絕緣的外殼、散熱器間距要大于5mm,輸出側走線或器件距外殼或散熱器間距要大于2mm,或嚴格按照安全規范執行。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放電間隙,常見于電視機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用,在灌封的條件下可獲得很好的效果。
方法二:墊絕緣紙,可采用青殼紙、聚脂膜、聚四氟乙烯定向膜等絕緣材料。一般通用電源用青殼紙或聚脂膜墊在線路板于金屬機殼間,這種材料有機械強度高,有 有一定抗潮濕的能力。聚四氟乙烯定向膜由于具有耐高溫的特性在模塊電源中得到廣泛的應用。在元件和周圍導體間也可墊絕緣薄膜來提高絕緣抗電性能。
注意:某些器件絕緣被覆套不能用來作為絕緣介質而減小安全間距,如電解電容的外皮,在高溫條件下,該外皮有可能受熱收縮。大電解防爆槽前端要留出空間,以確保電解電容在非常情況時能無阻礙地瀉壓.今天談一談印制板銅皮走線的一些事項:
走線電流密度:現在多數電子線路采用絕緣板縛銅構成。常用線路板銅皮厚度為35μm,走線可按照1A/mm經驗值取電流密度值,具體計算可參見教科書。為 保證走線機械強度原則線寬應大于或等于0.3mm(其他非電源線路板可能最小線寬會小一些)。銅皮厚度為70μm 線路板也常見于開關電源,那么電流密度可更高些。
補充一點,現常用線路板設計工具軟件一般都有設計規范項,如線寬、線間距,旱盤過孔尺寸等參數都可以進行設定。在設計線路板時,設計軟件可自動按照規范執行,可節省許多時間,減少部分工作量,降低出錯率。
一般對可靠性要求比較高的線路或布線線密度大可采用雙面板。其特點是成本適中,可靠性高,能滿足大多數應用場合。
模塊電源行列也有部分產品采用多層板,主要便于集成變壓器電感等功率器件,優化接線、功率管散熱等。具有工藝美觀一致性好,變壓器散熱好的優點,但其缺點是成本較高,靈活性較差,僅適合于工業化大規模生產。
單面板,市場流通通用開關電源幾乎都采用了單面線路板,其具有低成本的優勢,在設計,及生產工藝上采取一些措施亦可確保其性能。
今天談談單面印制板設計的一些體會,由于單面板具有成本低廉,易于制造的特點,在開關電源線路中得到廣泛應用,由于其只有一面縛銅,器件的電器連接,機械固定都要依靠那層銅皮,在處理時必須小心。
為保證良好的焊接機械結構性能,單面板焊盤應稍微大一些,以確保銅皮和基板的良好縛著力,而不至于受到震動時銅皮剝離、斷脫。一般焊環寬度應大于 0.3mm。焊盤孔直徑應略大于器件引腳直徑,但不宜過大,保證管腳與焊盤間由焊錫連接距離最短,盤孔大小以不妨礙正常查件為度,焊盤孔直徑一般大于管腳 直徑0.1-0.2mm。多引腳器件為保證順利查件,也可更大一些。
電氣連線應盡量寬,原則寬度應大于焊盤直徑,特殊情況應在連線于與焊盤交匯必須將線加寬(俗稱生成淚滴),避免在某些條件線與焊盤斷裂。原則最小線寬應大于0.5mm。
單面板上元器件應緊貼線路板。需要架空散熱的器件,要在器件與線路板之間的管腳上加套管,可起到支撐器件和增加絕緣的雙重作用,要最大限度減少或避免外力 沖擊對焊盤與管腳連接處造成的影響,增強焊接的牢固性。線路板上重量較大的部件可增加支撐連接點,可加強與線路板間連接強度,如變壓器,功率器件散熱器。
單面板焊接面引腳在不影響與外殼間距的前題條件下,可留得長一些,其優點是可增 加焊接部位的強度,加大焊接面積、有虛焊現象可即時發現。引腳長剪腿時,焊接部位受力較小。在臺灣、日本常采用把器件引腳在焊接面彎成與線路板成45度 角,然后再焊接的工藝,的其道理同上。今天談一談雙面板設計中的一些事項,在一 些要求比較高,或走線密度比較大的應用環境中采用雙面印制板,其性能及各方面指標要比單面板好很多。
雙面板焊盤由于孔已作金屬化處理強度較高,焊環可比單面板小一些,焊盤孔孔徑可 比管腳直徑略微大一些,因為在焊接過程中有利于焊錫溶液通過焊孔滲透到頂層焊盤,以增加焊接可靠性。但是有一個弊端,如果孔過大,波峰焊時在射流錫沖擊下 部分器件可能上浮,產生一些缺陷。
大電流走線的處理,線寬可按照前帖處理,如寬度不夠,一般可采用在走線上鍍錫增加厚度進行解決,其方法有好多種
1,將走線設置成焊盤屬性,這樣在線路板制造時該走線不會被阻焊劑覆蓋,熱風整平時會被鍍上錫。
2,在布線處放置焊盤,將該焊盤設置成需要走線的形狀,要注意把焊盤孔設置為零。3,在阻焊層放置線,此方法最靈活,但不是所有線路板生產商都會明白你的意圖,需用文字說明。在阻焊層放置線的部位會不涂阻焊劑。
線路鍍錫的幾種方法如上,要注意的是,如果很寬的的走線全部鍍上錫,在焊接以后,會粘接大量焊錫,并且分布很不均勻,影響美觀。一般可采用細長條鍍錫寬度在1~1.5mm,長度可根據線路來確定,鍍錫部分間隔0.5~1mm 雙面線路板為布局、走線提供了很大的選擇性,可使布線更趨于合理。關于接地,功率地與信號地一定要分開,兩個地可在濾波電容處匯合,以避免大脈沖電流通過 信號地連線而導致出現不穩定的意外因素,信號控制回路盡量采用一點接地法,有一個技巧,盡量把非接地的走線放置在同一布線層,最后在另外一層鋪地線。輸出 線一般先經過濾波電容處,再到負載,輸入線也必須先通過電容,再到變壓器,理論依據是讓紋波電流都通過旅濾波電容。電壓反饋取樣,為避免大電流通過走線的影響,反饋電壓的取樣點一定要放在電源輸出最末梢,以提高整機負載效應指標。
走線從一個布線層變到另外一個布線層一般用過孔連通,不宜通過器件管腳焊盤實現,因為在插裝器件時有可能破壞這種連接關系,還有在每1A電流通過時,至少應有2個過孔,過孔孔徑原則要大于0.5mm,一般0.8mm可確保加工可靠性。
器件散熱,在一些小功率電源中,線路板走線也可兼散熱功能,其特點是走線盡量寬大,以增加散熱面積,并不涂阻焊劑,有條件可均勻放置過孔,增強導熱性能。今天談談鋁基板在開關電源中的應用和多層印制板在開關電源電路中的應用。
鋁基板由其本身構造,具有以下特點:導熱性能非常優良、單面縛銅、器件只能放置在縛銅面、不能開電器連線孔所以不能按照單面板那樣放置跳線。
鋁基板上一般都放置貼片器件,開關管,輸出整流管通過基板把熱量傳導出去,熱阻很低,可取得較高可靠性。變壓器采用平面貼片結構,也可通過基板散熱,其溫 升比常規要低,同樣規格變壓器采用鋁基板結構可得到較大的輸出功率。鋁基板跳線可以采用搭橋的方式處理。鋁基板電源一般由由兩塊印制板組成,另外一塊板放 置控制電路,兩塊板之間通過物理連接合成一體。
由于鋁基板優良的導熱性,在小量手工焊接時比較困難,焊料冷卻過快,容易出現問題現有一個簡單實用的方法,將一個燙衣服的普通電熨斗(最好有調溫功能),翻過來,熨燙面向上,固定好,溫度調到150℃左右,把鋁基板放在熨斗上面,加溫一段時間,然后按照常規方法將元件貼上并焊接,熨斗溫度以器件易于焊接為 宜,太高有可能時器件損壞,甚至鋁基板銅皮剝離,溫度太低焊接效果不好,要靈活掌握.最近幾年,隨著多層線路板在開關電源電路中應用,使得印制線路變壓器成為可能,由于多層板,層間距較小,也可以充分利用變壓器窗口截面,可在主線路板上再 加一到兩片由多層板組成的印制線圈達到利用窗口,降低線路電流密度的目的,由于采用印制線圈,減少了人工干預,變壓器一致性好,平面結構,漏感低,偶合 好。開啟式磁芯,良好的散熱條件。由于其具有諸多的優勢,有利于大批量生產,所以得到廣泛的應用。但研制開發初期投入較大,不適合小規模生。
開關電源分為,隔離與非隔離兩種形式,在這里主要談一談隔離式開關電源的拓撲形式,在下文中,非特別說明,均指隔離電源。隔離電源按照結構形式不同,可分 為兩大類:正激式和反激式。反激式指在變壓器原邊導通時副邊截止,變壓器儲能。原邊截止時,副邊導通,能量釋放到負載的工作狀態,一般常規反激式電源單管 多,雙管的不常見。正激式指在變壓器原邊導通同時副邊感應出對應電壓輸出到負載,能量通過變壓器直接傳遞。按規格又可分為常規正激,包括單管正激,雙管正 激。半橋、橋式電路都屬于正激電路。
正激和反激電路各有其特點,在設計電路的過程中為達到最優性價比,可以靈活運用。一般在小功率場合可選用反激式。稍微大一些可采用單管正激電路,中等功 率可采用雙管正激電路或半橋電路,低電壓時采用推挽電路,與半橋工作狀態相同。大功率輸出,一般采用橋式電路,低壓也可采用推挽電路。
反激式電源因其結構簡單,省掉了一個和變壓器體積大小差不多的電感,而在中小功率電源中得到廣泛的應用。在有些介紹中講到反激式電源功率只能做到幾十瓦,輸出功率超過100瓦就沒有優勢,實現起來有難度。本人認為一般情況下是這樣的,但也不能一概而論,PI公司的TOP芯片就可做到300瓦,有文章介紹反 激電源可做到上千瓦,但沒見過實物。輸出功率大小與輸出電壓高低有關。
反激電源變壓器漏感是一個非常關鍵的參數,由于反激電源需要變壓器儲存能量,要 使變壓器鐵芯得到充分利用,一般都要在磁路中開氣隙,其目的是改變鐵芯磁滯回線的斜率,使變壓器能夠承受大的脈沖電流沖擊,而不至于鐵芯進入飽和非線形狀 態,磁路中氣隙處于高磁阻狀態,在磁路中產生漏磁遠大于完全閉合磁路。
變壓器初次極間的偶合,也是確定漏感的關鍵因素,要盡量使初次極線圈靠近,可采用三明治繞法,但這樣會使變壓器分布電容增大。選用鐵芯盡量用窗口比較長的磁芯,可減小漏感,如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。
關于反激電源的占空比,原則上反激電源的最大占空比應該小于0.5,否則環路不容易補償,有可能不穩定,但有一些例外,如美國PI公司推出的 TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的條件下。占空比由變壓器原副邊匝數比確定,本人對做反激的看法是,先確定反射電壓(輸出電壓通過變壓器耦合反映到原邊的電壓值),在一定電壓范圍內反射電壓提高則 工作占空比增大,開關管損耗降低。反射電壓降低則工作占空比減小,開關管損耗增大。當然這也是有前提條件,當占空比增大,則意味著輸出二極管導通時間縮 短,為保持輸出穩定,更多的時候將由輸出電容放電電流來保證,輸出電容將承受更大的高頻紋波電流沖刷,而使其發熱加劇,這在許多條件下是不允許的。占空比增大,改變變壓器匝數比,會使變壓器漏感加大,使其整體性能變,當漏感能量大到一定程度,可充分抵消掉開關管大占空帶來的低損耗,時就沒有再增大占 空比的意義了,甚至可能會因為漏感反峰值電壓過高而擊穿開關管。由于漏感大,可能使輸出紋波,及其他一些電磁指標變差。當占空比小時,開關管通過電流有效 值高,變壓器初級電流有效值大,降低變換器效率,但可改善輸出電容的工作條件,降低發熱。如何確定變壓器反射電壓(即占空比)有網友提到開關電源的反饋環路的參數設置,工作狀態分析。由于在上學時高數學的比較差,《自動控制原理》差一點就補考了,對于這一門現在還感覺恐懼,到現 在也不能完整寫出閉環系統傳遞函數,對于系統零點、極點的概念感覺很模糊,看波德圖也只是大概看出是發散還是收斂,所以對于反饋補償不敢胡言亂語,但有有 一些建議。如果有一些數學功底,再有一些學習時間可以再把大學的課本《自動控制原理》找出來仔細的消化一下,并結合實際的開關電源電路,按工作狀態進行分 析。一定會有所收獲,論壇有一個帖子《拜師求學反饋環路設計、調式》其中CMG回答得很好,我覺得可以參考。
今天接著談關于反激電源的占空比(本人關注反射電壓,與占空比一致),占空比還與選擇開關管的耐壓有關,有一些早期的反激電源使用比較低耐壓開關管,如 600V或650V作為交流220V 輸入電源的開關管,也許與當時生產工藝有關,高耐壓管子,不易制造,或者低耐壓管子有更合理的導通損耗及開關特性,像這種線路反射電壓不能太高,否則為使 開關管工作在安全范圍內,吸收電路損耗的功率也是相當可觀的。實踐證明600V管子反射電壓不要大于100V,650V管子反射電壓不要大于120V,把漏感尖峰電壓值鉗位在50V時管子還有50V的工作余量。現在 由于MOS管制造工藝水平的提高,一般反激電源都采用700V或750V甚至 800-900V的開關管。像這種電路,抗過壓的能力強一些開關變壓器反射電壓也可以做得比較高一些,最大反射電壓在150V比較合適,能夠獲得較好的綜 合性能。PI公司的TOP芯片推薦為135V采用瞬變電壓抑制二極管鉗位。但他的評估板一般反射電壓都要低于這個數值在110V左右。這兩種類型各有優缺點:
第一類:缺點抗過壓能力弱,占空比小,變壓器初級脈沖電流大。優點:變壓器漏感小,電磁輻射低,紋波指標高,開關管損耗小,轉換效率不一定比第二類低。
第二類:缺點開關管損耗大一些,變壓器漏感大一些,紋波差一些。優點:抗過壓能力強一些,占空比大,變壓器損耗低一些,效率高一些。反激電源反射電壓還有一個確定因素
反激電源的反射電壓還與一個參數有關,那就是輸出電壓,輸出電壓越低則變壓器匝數比越大,變壓器漏感越大,開關管承受電壓越高,有可能擊穿開關管、吸收電 路消耗功率越大,有可能使吸收回路功率器件永久失效(特別是采用瞬變電壓抑制二極管的電路)。在設計低壓輸出小功率反激電源的優化過程中必須小心處理,其 處理方法有幾個:
1、采用大一個功率等級的磁芯降低漏感,這樣可提高低壓反激電源的轉換效率,降低損耗,減小輸出紋波,提高多路輸出電源的交差調整率,一般常見于家電用開關電源,如光碟機、DVB機頂盒等。
2、如果條件不允許加大磁芯,只能降低反射電壓,減小占空比。降低反射電壓可減小漏感但 有可能使電源轉換效率降低,這兩者是一個矛盾,必須要有一個替代過程才能找到一個合適的點,在變壓器替代實驗過程中,可以檢測變壓器原邊的反峰電壓,盡量 降低反峰電壓脈沖的寬度,和幅度,可增加變換器的工作安全裕度。一般反射電壓在110V時比較合適。
3、增強耦合,降低損耗,采用新的技術,和繞線工藝,變壓器為滿足安全規范會在原邊和副 邊間采取絕緣措施,如墊絕緣膠帶、加絕緣端空膠帶。這些將影響變壓器漏感性能,現實生產中可采用初級繞組包繞次級的繞法。或者次級用三重絕緣線繞制,取消 初次級間的絕緣物,可以增強耦合,甚至可采用寬銅皮繞制。
文中低壓輸出指小于或等于5V的輸出,像這一類小功率電源,本人的經驗是,功率輸出大于20W輸出可采用正激式,可獲得最佳性價比,當然這也不是決對的,與個人的習慣,應用的環境有關系,下次談一談反激電源用磁性芯,磁路開氣隙的一些認識,希望各位高人指點。反激電源變壓器磁芯在工作在單向磁化狀態,所以磁路需要開氣隙,類似于脈動直流電感器。部分磁路通過空氣縫隙耦合。為什么開氣隙的原理本人理解為:由于功 率鐵氧體也具有近似于矩形的工作特性曲線(磁滯回線),在工作特性曲線上Y軸表示磁感應強度(B),現在的生產工藝一般飽和點在400mT以上,一般此值 在設計中取值應該在200-300mT比較合適、X軸表示磁場強度(H)此值與磁化電流強度成比例關系。磁路開氣隙相當于把磁體磁滯回線向X 軸向傾斜,在同樣的磁感應強度下,可承受更大的磁化電流,則相當于磁心儲存更多的能量,此能量在開關管截止時通過變壓器次級瀉放到負載電路,反激電源磁芯 開氣隙有兩個作用。其一是傳遞更多能量,其二防止磁芯進入飽和狀態。
反激電源的變壓器工作在單向磁化狀態,不僅要通過磁耦合傳遞能量,還擔負電壓變換輸入輸出隔離的多重作用。所以氣隙的處理需要非常小心,氣隙太大可使漏感 變大,磁滯損耗增加,鐵損、銅損增大,影響電源的整機性能。氣隙太小有可能使變壓器磁芯飽和,導致電源損壞 所謂反激電源的連續與斷續模式是指變壓器的工作狀態,在滿載狀態變壓器工作于能量完全傳遞,或不完全傳遞的工作模式。一般要根據工作環境進行設計,常規反 激電源應該工作在連續模式,這樣開關管、線路的損耗都比較小,而且可以減輕輸入輸出電容的工作應力,但是這也有一些例外。需要在這里特別指出:由于反激電源的特點也比較適合設計成高壓電源,而高壓電源變壓器一般工作在斷續模式,本人理解為由于高壓電源輸出需要采用高耐壓的整 流二極管。由于制造工藝特點,高反壓二極管,反向恢復時間長,速度低,在電流連續狀態,二極管是在有正向偏壓時恢復,反向恢復時的能量損耗非常大,不利于 變換器性能的提高,輕則降低轉換效率,整流管嚴重發熱,重則甚至燒毀整流管。由于在斷續模式下,二極管是在零偏壓情況下反向偏置,損耗可以降到一個比較低 的水平。所以高壓電源工作在斷續模式,并且工作頻率不能太高。還有一類反激式電源工作在臨界狀態,一般這類電源工作在調頻模式,或調頻調寬雙模式,一些低成本的自激電源(RCC)常采用這種形式,為保證輸出穩定,變 壓器工作頻率隨著,輸出電流或輸入電壓而改變,接近滿載時變壓器始終保持在連續與斷續之間,這種電源只適合于小功率輸出,否則電磁兼容特性的處理會很讓人頭痛。反激開關電源變壓器應工作在連續模式,那就要求比較大的繞組電感量,當然連續也是有一定程度的,過分追求絕對連續是不現實的,有可能需要很大的磁芯,非常 多的線圈匝數,同時伴隨著大的漏感和分布電容,可能得不償失。那么如何確定這個參數呢,通過多次實踐,及分析同行的設計,本人認為,在標稱電壓輸入時,輸 出達到50%~60%變壓器從斷續,過渡到連續狀態比較合適。或者在最高輸入電壓狀態時,滿載輸出時,變壓器能夠過渡到連續狀態就可以了。