行业新闻

电源开发的23个经典问题解答(4-3)!

(接上篇)

 

问题十

 

什么样的变压器才算是最完美适用的?变压器决定了什么,影响了什么?

 

设计变压器是各种拓扑的核心点之一,变压器设计的好坏,影响电源的方方面面,有的无法工作,有的效率不高,有的EMC难做,有的温升高,有的极限情况会饱和,有的安规过不了,需要综合各方面的因素来设计变压器。

 

设计变压器从哪里入手呢?一般来说根据功率来选择磁芯大小,有经验的可参考自己设计过的,没经验的只能按照AP算法去算,当然还要留有一定的余量,最后实验去检验设计的好坏。

 

一般小功率反激推荐的用的比较多EE型,EF型,EI型,ER型,中大功率PQ的用的比较多,这里面也有每个人的习惯以及不同公司的平台差异,功率很大的,没有适合的磁芯,可以二个变压器原边串副边并的方式来做。

 

不同拓扑对变压器的要求也不一样,比如反激,需要考虑的是需要工作在什么模式下,感量如何调节适中。尤其是多路输出一定要注意负载调整率满足需求,耦合的效果要好,比如采用并绕,均匀绕制,以及副边匝数尽可能增多。MOS管耐压决定匝比,怎么选取合适的占空比,选取多大的Bmax(一般小于0.35,当然0.3更好,即时短路也不会饱和太严重)有的还需要增加屏蔽来整改EMC,原副边屏蔽一般加2层,外屏蔽1层就好。

 

大功率变压器一般更多的是关注损耗,需要铜损和磁损达到平衡,还要考虑到风冷自然冷,电流密度多大合适,功率稍大(大于150W)的一般电流密度相对取小些(3.5-4.5),功率小的(5.0-7.0)。

 

还要清楚电源过的什么安规,挡墙是不是足够,层间胶带是否设置合理也是不可以忽视的,一旦要做认证去改变压器也是影响进度的。

 

问题十一

 

我们真的需要到迷恋设计工具,依赖仿真的地步吗?

 

电源的设计工具主要用在以下几个方面:1.选择磁芯及设计变压器 2.环路仿真设计 3.主功率拓扑仿真4.模拟电路仿真 5.热仿真(针对大功率)6.计算工具(计算书) 等等。

 

对于新人来说,我给的建议少用工具,多计算,自己把握设计的过程,因为工具是人做的,不同人的设计习惯差异,不能用一个固定的设计模式来设计不同的电源。

 

有些仿真可以与设计相结合:比如环路设计好后是很难直接满足设计需求的,仿真可以在试验前很好验证,但仿真也不是完全和试验一样,至少不会差太远。

 

熟练运用Mathcad和Saber也是必要的,只是很多我们需要弄清原理的层面,把工具只需要当做计算器来使用,更快速方便更高效来满足我们设计就好,想纯依赖工具来设计电源,无疑是走入极大误区。

 

问题十二

 

评判一块电源板LAYOUT好坏有哪些地方能一阵见血发现?

 

什么样的PCB是一块好的PCB,至少要满足以下一个方面:1.电性能方面干扰小,关键信号线及底线走的合理,各方面性能稳定(前提是电路无缺陷)。2.利于EMC,辐射低,环路走的合理。3.满足安规,安规距离满足要求。4.满足工艺,量产可生产性,以及减小生产成本。5.美观,布局规则有序(器件不东倒西歪),走线漂亮美观,不七弯八绕的。

 

如何才能做到以上几点,分享我的布板经验:

 

1.布局前,了解清楚电源的规格书,电源的规格,有无特殊要求,以及要过的安规标准。

 

结构输入条件是不是准确,以及风道的确认,输入输出端口的确认,以及主功率流向。

 

工艺路线选取,根据器件的密度,以及有无特殊器件,选择相对应工艺路线。

 

2.布局中,注意合理的布局,保证四大环路尽可能小,提前预判后续走线是否好走。变压器的摆放基本决定了整体的布局,一定要慎重,放到最佳位置。EMI部分的布局流向清晰,与其它主功率部分有清晰的隔离带。减少受到主功率开关器件的干扰。各吸收回路的面积尽可能小,散热器的长度以及位置要合理,不挡风道。

 

3.走线部分,输入EMI电路的走线是否满足安规,原副边距离,输入输出对大地的距离都要满足安规。走线的粗细是否满足足够的电流大小,关键信号(例如驱动信号,采样信号,地线是否合理),驱动信号不要干扰敏感信号(高频信号);采样信号是否采样准确,是否会受到干扰;地线是否拉得合理(有时需要单点接地,有时需要多点接地跟实际需要有关),主功率地和信号地严格区分开,原边芯片地从采样电阻取,不要从大电解取(尤其是采样电阻和大电解地距离远时),VCC的地前级地回大电解,二级电容地接芯片,反馈信号也单点接IC,地单点接IC。散热器的地必须接主功率地,不能接信号地等等很多的细节要求。

 

问题十三

 

电源的元器件你懂多少?MOS管结电容多大,对哪些有影响?RDS跟温度是什么关系?肖特基反向恢复电流影响什么?电容的ESR会带来哪些影响?

 

电源中的设计的器件类型很多,主要有半导体器件如:MOS管,三极管,IC,运放,二极管,光耦等;磁性器件:电感,变压器,磁珠等;电容:Y电容,X电容,瓷片电容,电解电容,贴片电容等;每种器件都有其规格,极限参数。

 

常 规的参数在我们选型很容易把握,例如选取MOS管,耐压参数肯定会考虑,额定电流也会考虑,导通电阻我们会考虑,但还有一些寄生参数以及一些随温度变化特 性的参数却很少去注意,或者只有在发现问题的时候才会去找。导通电阻Rds(on)随温度升高其阻值是变大的,设计MOS管损耗时要考虑到其工作的环境温 度。结电容影响到我们的开通损耗,也会影响到EMC。

 

肖特基二极管耐压,额定电流一般很好注意,有些参数例如导通压降在温度升高时会减小,反向恢复时间短,不过漏电流大(尤其是考虑到高温时漏电流影响就更大了),寄生电感会引起关断尖峰很高。

 

电容一个重要参数ESR,在计算纹波时通常会考虑,ESR一般与C的关联是很大的,不过不同厂家的品质因素影响也是很巨大,一定要具体分清楚。

 

一般估算公司可参考:ESR=10/(C的0.73次方),电容在高温时寿命会缩短,低温时容量会减小,漏电流也会增加等等;

 

当然器件在特殊情形表现出来的特性差异是值得我们思考的问题,请大家多多思量,对于我们解决特殊情况下的问题非常有帮助。

 

问题十四

 

你对磁性材料了解多少,磁环和磁芯有哪些差异?低磁环和高磁环用在什么情况?

 

磁 性器件对开关电源的重要性不言而喻,可以说是电源的心脏部位。磁性材料的种类也繁多,常用来做变压器的一般是铁氧体材料,主要是价格便宜,开关频率最大 能做到1000K,够一般情况下使用了。铁氧体磁芯既可以做主变压器也可以做电感,如PFC电感(一般铁硅铝材质居多,性价比高),储能电感也可以。当然 在要求高的情况下,尤其是大功率一般用磁环,主要是感量可以做大,不易饱和,相对铁氧体磁芯来说,不过缺点是价格贵,尤其是大电流,绕制工艺较困难。磁环 也分高U值和低U值,主要也是磁环的材料不同照成,高U环磁环外观是绿色,一般EMI电路的共模电感选用,感量会相对较大滤低频,颜色偏灰的是低U环,感 量很低,滤高频。一般为了EMC都是搭配使用效果一般都比较好!

 

耐源电子.jpg 

 

上海耐源电子科技有限公司是一家专业从事AC-DC系列开关电源设计,开发和生产的高新技术企业。是一家专业的LED驱动电源生产厂家。

 

微信图片_20210519092822.jpg 

 

公司专业生产LED电源,Led驱动电源,开关电源,LED变压器,Led驱动,Led开关电源,产品主要应用于:广告灯箱,亮化工程,室内照明,显示屏,景观亮化,监控设备,雕刻机,打印机等工控电源,广泛应用于LED照明,监控,通讯等领域。本公司承接OEM加工,可根据客户要求打样定制。

公司坚持“以质量求生存,以信誉求发展”。所有产品100%高温满载老化,合格率大于99%.一年内返修率低于2%。

 

微信图片_20210519092849.jpg 

 

公司在西安,郑州,上海设立了3个直销点,成立了完善的售后服务体系,总部以及各销售网点保持一定量的标准库成,能及时满足你的需求。若你找不到合适的型号我们工程师在了解你的需求后,能够迅速提出相应的电源解决方案,为你制定特殊规格电源!

 

(接下篇)

 


版权声明:

本站发布的有些文章部分内容来源于互联网。如有侵权,请联系我们,我们会尽快删除。

导航栏目

联系我们

联系人:张总

手机:18016426289

电话:18016426289

邮箱:26586601@qq.com

地址: 上海市青浦区北青公路6388号