开关电源的深度分析.docx
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1、首先从开关电淞的设计&生产工艺起先描述3先说说F1.IM板的设计关电源工作在高频率.对赚冲状4属广模拟电路中的个比较特殊种类.布板时须强衡K频电路布线原姻.1、布局:脉冲电压连线尽可能短,其中输入开关管到变压器连线,输出变压器到整流管连接线。脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量接近开关电源输入端,输入线应避开与其他电路平行,应避开。Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。共摸电感应与变压器保持肯定距离,以避开磁偶合。如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽,以上几项对开关电源的EMC性能影响较
2、大。输出电容一般可采纳两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子,可影响电源输出纹波指标,两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。发热器件要和电解电容保持肯定距离.以延长整机寿命,电解电容是开关电源寿命的瓶劲,如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离,电解之间也须留出散热空间,条件允许可将其放置在进风口。限制部分要留意:高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路,在处理时要尽量避开其受干扰、电流取样信号电路,特殊是电流限制型电路,处理不好易出现一些想不到的意外,其中有一些技巧,现以3843电路举例见图(1)图一效果要好于图二,图二在满鼓时用示波器观测电流波形上明显叠加尖剌,由于干扰限流点
3、比设计值偏低,图一则没有这种现象、还有开关管驱动信号电路,开关管驱动电阻要靠近开关管,可提高开关管工作牢靠性.这和功率MOSFET高直流阻抗电压驱动特性有关。3843电路例图下面谈一谈印制板布线的一些原则。线间距:随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高,一般加工厂制造出线间距等于甚至小于Simm已经不存在什么问题,完全能够满意大多数应用场合。考虑到开关电源所采纳的元器件与生产工艺,一般双面板最小线间距设为03mm,单面板最小线间距设为0.5mm,焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔,最小间距设为Q5mm,可避开在焊接操作过程中出现桥接1现象。,这样大多数制板厂都能够很轻松海意生产要求,并可以把成
4、品率限制得特别高,亦可实现合理的布线密度与有一个较经济的成本。最小线间距只适合信号限制电路和电压低于63V的低压电路,当线间电压大于该值时一般可依据500V1.mm阅历值取线间距。鉴于有一些相关标准对线间距有较明确的规定.则要严格依据标准执行.如沟通入口端至熔断器端连线。某些电源对体积要求很高,如模块电源。一般变压器输入侧线间距为Imm实践证明是可行的。对沟通输入,(隔离)直流输出的电源产品,比较严格的规定为平安间距要大于等于6mm,当然这由相关的标准与执行方法瑜定。一般平安间距可由反馈光播两侧距离作为参考,原则大于等于这个距离。也可在光耦下面印制板上开槽,使爬电距离加大以满意绝缘要求。一般开
5、关电源沟通输入侧走线或板上元件距非绝缘的外壳、散热器间距要大于5mm,输出侧走线或器件距外壳或散热器间距要大于2mm.或严格依据平安规范执行。常用方法:上文提到的线路板开槽的方法适用于一些间距不够的场合.顺便提一下,该法也常用来作为爱护放电间隙,常见于电视机显象管尾板和电源沟通输入处。该法在模块电源中得到了广泛的应用,在灌封的条件下可获得很好的效果:方法二:垫绝缘纸,可采纳青克纸、聚脂膜、聚四氟乙烯定向膜等绝缘材料。一般通用电源用青壳纸或聚脂膜垫在线路板于金属机壳间,这种材料有机械强度高,有有肯定抗潮湿的实力。聚四氯乙烯定向膜由于具有耐高温的特性在模块电源中得到广泛的应用。在元件和四周导体间也
6、可垫绝缘薄膜来提高绝缘抗电性能。留意:某些器件绝缘被覆套不能用来作为绝缘介质而减小平安间距,如电解电容的外皮,在高温条件下,该外皮有可能受热收缩。大电解防爆槽前端要留出空间,以确保电解电容在特别状况时能无阻碍地泻压.下面谈一谈印制板铜皮走线的一些事项:走线电流密度:现在多数电子线路采纳绝缘板缚铜构成。常用线路板铜皮厚度为35m,走线可依据1.A/mm阅历值取电流密度值,具体计算可参见教科书。为保证走线机械强度原则线宽应大于或等于03mm(其他非电源线路板可能最小线宽会小一些)。铜皮厚度为70m线路板也常见于开关电源.那么电流密度可更高些。补充一点,现常用线路板设计工具软件一般都有设计规范项.如
7、线宽、线间距,旱盘过孔尺寸等参数都可以进行设定。在设计线路板时,设计软件可自动依据规范执行,可节约很多时间,削减部分工作量.降低出错率。一般对牢靠性要求比较高的线路或布线线密度大可采纳双面板。其特点是成本适中,牢靠性高,能满意大多数应用场合。模块电源行列也有部分产品采纳多层板,主要便于集成变压器电感等功率器件.优化接线、功率管散热等。具有工艺美观一样性好,变压器散热好的优点,但其缺点是成本较高,敏捷性较差,仅适合于工业化大规模生产。单面板,市场流通通用开关电源几乎都采纳了单面线路板,其具有低成本的优势,在设计,与生产工艺上实行一些措施亦可确保其性能。今日谈谈单面印制板设计的一些体会,由于单面板
8、具有成本低廉,易于制造的特点,在开关电源线路中得到广泛应用,由于其只有一面缚铜,器件的电器连接.机械固定都要依靠那层铜皮.在处理时必需当心。为保证良好的焊接机械结构性能,单面板焊盘应略微大一些,以确保铜皮和基板的良好缚着力,而不至于受到振动时铜皮剥离、断脱。一般焊环宽度应大于03mm。焊盘孔直径应略大于器件引脚直径,但不宜过大,保证管脚与焊盘间由焊锡连接距离最短,盘孔大小以不阻碍正常查件为度,焊盘孔直径一般大于管脚直径01.-02mm多引脚器件为保证顺当查件,也可更大一些。电气连线应尽量宽,原则宽度应大于焊盘直径,特殊状况应在连线于与焊盘交汇必需将线加宽(俗称生成泪滴),避开在某些条件线与焊盘
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