新聞分類
技術(shù)專區(qū)

電源研發(fā)常見經(jīng)典問題-4

發(fā)布日期:2018/12/29 8:31:21 點擊:14872

問題12:評判一塊電源板LAYOUT好壞有哪些地方能一針見血發(fā)現(xiàn)?

什么樣的PCB是一塊好的PCB,至少要滿足以下一個方面:

1.電性能方面干擾小,關(guān)鍵信號線及底線走的合理,各方面性能穩(wěn)定(前提是電路無缺陷);

2.利于EMC,輻射低,環(huán)路走的合理;

3.滿足安規(guī),安規(guī)距離滿足要求;

4.滿足工藝,量產(chǎn)可生產(chǎn)性,以及減小生產(chǎn)成本;

5.美觀,布局規(guī)則有序 (器件不東倒西歪),走線漂亮美觀,不七彎八繞的。

如何才能做到以上幾點,分享我的布板經(jīng)驗:

1.布局前,了解清楚電源的規(guī)格書,電源的規(guī)格,有無特殊要求,以及要過的安規(guī)標準。結(jié)構(gòu)輸入條件是不是準確,以及風(fēng)道的確認,輸入輸出端口的確認,以及主功率流向。工藝路線選取,根據(jù)器件的密度,以及有無特殊器件,選擇相對應(yīng)工藝路線。

2.布局中,注意合理的布局,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。變壓器的擺放基本決定了整體的布局,一定要慎重,放到最佳位置。 EMI部分的布局流向清晰,與其它主功率部分有清晰的隔離帶。減少受到主功率開關(guān)器件的干擾。各吸收回路的面積盡可能小,散熱器的長度以及位置要合理,不擋風(fēng)道。

3.走線部分,輸入EMI電路的走線是否滿足安規(guī),原副邊距離,輸入輸出對大地的距離都要滿足安規(guī)。走線的粗細是否滿足足夠的電流大小,關(guān)鍵信號(例如驅(qū)動信號,采樣信號,地線是否合理),驅(qū)動信號不要干擾敏感信號(高頻信號);采樣信號是否采樣準確,是否會受到干擾;地線是否拉得合理(有時需要單點接地,有時需要多點接地跟實際需要有關(guān)),主功率地和信號地嚴格區(qū)分開,原邊芯片地從采樣電阻取,不要從大電解?。ㄓ绕涫遣蓸与娮韬痛箅娊獾鼐嚯x遠時),VCC的地前級地回大電解,二級電容地接芯片,反饋信號也單點接IC,地單點接IC。散熱器的地必須接主功率地,不能接信號地等等很多的細節(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跟溫度是什么關(guān)系?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?

電源中的設(shè)計的器件類型很多,主要有半導(dǎo)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;每種器件都有其規(guī)格,極限參數(shù)。

常規(guī)的參數(shù)在我們選型很容易把握,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 度變化特性的參數(shù)卻很少去注意,或者只有在發(fā)現(xiàn)問題的時候才會去找。導(dǎo)通電阻Rds(on)隨溫度升高其阻值是變大的,設(shè)計MOS管損耗時要考慮到其工作的環(huán)境溫度。結(jié)電容影響到我們的開通損耗,也會影響到EMC

肖特基二極管耐壓,額定電流一般很好注意,有些參數(shù)例如導(dǎo)通壓降在溫度升高時會減小,反向恢復(fù)時間短,不過漏電流大(尤其是考慮到高溫時漏電流影響就更大了),寄生電感會引起關(guān)斷尖峰很高。

電容一個重要參數(shù)ESR,在計算紋波時通常會考慮,ESR一般與C的關(guān)聯(lián)是很大的,不過不同廠家的品質(zhì)因素影響也是很巨大,一定要具體分清楚。

一般估算公司可參考:ESR=10/C0.73次方),電容在高溫時壽命會縮短,低溫時容量會減小,漏電流也會增加等等;

當(dāng)然器件在特殊情形表現(xiàn)出來的特性差異是值得我們思考的問題,請大家多多思量,對于我們解決特殊情況下的問題非常有幫助。



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。 磁性材料的種類也繁多,常用來做變壓器的一般是鐵氧體材料,主要是價格便宜,開關(guān)頻率最大能做到1000K,夠一般情況下使用了。鐵氧體磁芯既可以做主變壓器也可以做電感,如PFC電感(一般鐵硅鋁材質(zhì)居多,性價比高),儲能電感也可以。當(dāng)然在要求高的情況下,尤其是大功率一般用磁環(huán),主要是感量可以做大,不易飽和,相對鐵氧體磁芯來說,不過缺點是價格貴,尤其是大電流,繞制工藝較困難。磁環(huán)也分高U值和低U值,主要也是磁環(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都是搭配使用效果一般都比較好!


問題15:電源損耗是怎么分布的?MOS管損耗?變壓器損耗?變壓器除了直流損耗,還有交流損耗怎么算的?

電源損耗一般集中在以下一些方面:

1.MOS管的開通損耗及導(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,適當(dāng)?shù)臏p小可以提升效率。1.針對MOS管可選用開關(guān)速度快的,導(dǎo)通電阻低的,電路上課采用軟開關(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。尤其是銅損不僅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,因為銅線在高頻下的交流阻抗比直流阻抗大的多,計算時一定要充分估算進去。

 


關(guān)閉