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$ ~1 ^, L6 [6 y [9 J
开关电源设计全过程 1 目的
8 g. X5 u9 M* q2 K `- D 希望以简短的篇幅,将公司目前设计的流程做介绍,若有介绍不当之处,请不吝指教.
/ Q8 e5 s! n% h; R9 | H" Y8 C- K- ^) _2 设计步骤:
* z3 g2 n; d7 {& P/ R5 Z9 V4 u4 c 2.1 绘线路图、PCB Layout.% B& k' [8 E+ V" m! T. Y
2.2 变压器计算.
$ ~! H0 ^$ R ]1 I- D 2.3 零件选用.
" t' P- M+ T) v" {" |" k( {/ K 2.4 设计验证.. \& o$ p% X+ _
3 设计流程介绍(以DA-14B33为例):
/ F, U" C' G5 M! X$ z+ Z: d1 V 3.1 线路图、PCB Layout请参考资识库中说明.: X+ ^1 t* o! v! {" d: e
3.2 变压器计算:
1 d9 q t! p! i" w( E 变压器是整个电源供应器的重要核心,所以变压器的计算及验证是很重要的,以下即就DA-14B33变压器做介绍.5 H3 ?. F9 E2 y8 u+ {9 [9 d( _
3.2.1 决定变压器的材质及尺寸:
( ^) ~8 m. }8 O7 P8 q. p 依据变压器计算公式 _: H- z& R7 t
B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)
, N- b" d/ {0 d" p5 O Lp = 一次侧电感值(uH)
3 I9 e& d/ D0 c8 H: ?) Z4 r Ip = 一次侧峰值电流(A)0 v S$ {( o- X% i% j5 _
Np = 一次侧(主线圈)圈数
/ h$ u' B/ A( f' f( E( X Ae = 铁心截面积(cm2)
h5 S, [0 `/ h% l B(max)依铁心的材质及本身的温度来决定,以TDK Ferrite Core PC40为例,100℃时的B(max)为3900 Gauss,设计时应考虑零件误差,所以一般取3000~3500 Gauss之间,若所设计的power为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss左右,以避免铁心因高温而饱合,一般而言铁心的尺寸越大,Ae越高,所以可以做较大瓦数的Power.
9 |* f6 o! y. j$ E! n9 ~ 3.2.2 决定一次侧滤波电容:1 l! N, S" J* G$ n8 N, ?' K
滤波电容的决定,可以决定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高,可以做较大瓦数的Power,但相对价格亦较高.; B& w: W+ `% @3 X; ~
3.2.3 决定变压器线径及线数:% J6 t- @$ H# x8 L
当变压器决定後,变压器的Bobbin即可决定,依据Bobbin的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6A/mm2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温昇记录为准.$ P; _6 P, j5 |
3.2.4 决定Duty cycle (工作周期):+ _5 j) H( U+ [( e! X/ d
由以下公式可决定Duty cycle ,Duty cycle的设计一般以50%为基准,Duty cycle若超过50%易导致振荡的发生.
% D' s9 V- R/ ]5 X2 P0 \3 g/ C7 B/ P NS = 二次侧圈数( I6 g% V) {0 \0 I" l: B( [" t
NP = 一次侧圈数
) e8 _& ^0 v5 n/ e. M" t% y Vo = 输出电压4 }- M7 O! ~, ^. m% b7 t5 z
VD= 二极体顺向电压
7 v' M! [, U% K5 b* H$ G, K) ~ Vin(min) = 滤波电容上的谷点电压
, |- G: z5 _7 _, [0 E5 `9 \ D =工作周期(Duty cycle)( ~' p2 [* i) t
3.2.5 决定Ip值: X5 J8 S! [7 q9 J. G' u: n
Ip = 一次侧峰值电流# b3 W0 I- L- {; S2 E* [3 Z* J0 a
Iav = 一次侧平均电流
: h( Q# _% k+ I J( {! f Pout = 输出瓦数) o, H2 ]$ \! w) X
效率
1 j, j3 [/ x( d/ d3 h6 D PWM震荡频率 M1 F) E' v$ |8 U7 }
3.2.6 决定辅助电源的圈数:0 q0 K7 r/ F% J+ j8 z! C8 c. _
依据变压器的圈比关系,可决定辅助电源的圈数及电压.
7 y: @6 S! W; Y9 x7 c: y 3.2.7 决定MOSFET及二次侧二极体的Stress(应力):
) Z& _+ O* K$ n# C 依据变压器的圈比关系,可以初步计算出变压器的应力(Stress)是否符合选用零件的规格,计算时以输入电压264V(电容器上为380V)为基准. 3.2.8 其它:
9 s0 v2 p% G) I g/ f3 ~ 若输出电压为5V以下,且必须使用TL431而非TL432时,须考虑多一组绕组提供Photo coupler及TL431使用.6 t9 q- M5 U1 `; m! f/ h
3.2.9 将所得资料代入 公式中,如此可得出B(max),若B(max)值太高或太低则参数必须重新调整.
+ n% o& Z# n, M 3.2.10 DA-14B33变压器计算:
, d) b' o* L4 ^8 f' Z; Q: m! \ 输出瓦数13.2W(3.3V/4A),Core = EI-28,可绕面积(槽宽)=10mm,Margin Tape =? 2.8mm(每边),剩余可绕面积=4.4mm.4 C5 m" K1 m$ |4 m6 m2 `
假设fT = 45 KHz ,Vin(min)=90V,? =0.7,P.F.=0.5(cosθ),Lp=1600 Uh
, j9 L( T+ L9 h' Y' ? 计算式:
. Z: X z& U! T6 T 变压器材质及尺寸:l
" g! z! L/ e! n' r7 h 由以上假设可知材质为PC-40,尺寸=EI-28,Ae=0.86cm2,可绕面积(槽宽)=10mm,因Margin Tape使用2.8mm,所以剩余可绕面积为4.4mm.& G1 H" z+ e; u
假设滤波电容使用47uF/400V,Vin(min)暂定90V.) _( ]6 _5 o- L1 ?6 T5 ~
决定变压器的线径及线数:
3 R2 H/ S2 f8 C7 _- F# p5 l 假设NP使用0.32ψ的线* o, U9 B3 M' N
电流密度=
; M1 d! D7 _1 i9 k6 e0 M3 N 可绕圈数=
8 W& n1 l4 Z# H. a' X8 c1 U 假设Secondary使用0.35ψ的线0 w! G- T8 v3 Y& ^
电流密度=
% v! h' \' n' D V( I) ?8 t 假设使用4P,则9 h# G$ B- n9 U s! G
电流密度=8 y" h8 Q( Z, P
可绕圈数=
2 v9 }; B" a9 X- k; z! Z4 m 决定Dutyl cycle:+ _4 z7 s# r3 S5 }3 V- B. q
假设Np=44T,Ns=2T,VD=0.5(使用schottky Diode)
& ~1 q5 F# { V% S; ]! Y' g6 E 决定Ip值:
* Q) b# y/ g; T) r 决定辅助电源的圈数:, {% q$ ~; C; L: v# ?/ C
假设辅助电源=12V7 }3 @" ]6 w$ Y
NA1=6.3圈
2 \# j, {6 o: d: a 假设使用0.23ψ的线
u' S0 g. x9 ?1 x/ \9 ~: u 可绕圈数=* k1 M8 |5 }/ s, X
若NA1=6Tx2P,则辅助电源=11.4V1 ~; }" `* J9 L! ?
决定MOSFET及二次侧二极体的Stress(应力):
- A/ t4 t# R. c0 ]# q+ p g MOSFET(Q1) =最高输入电压(380V)+ =1 d( e7 e- R3 u0 J& {* ]5 t. f
=463.6V
3 w) C3 [9 a( g2 d" `+ U Diode(D5)=输出电压(Vo)+ x最高输入电压(380V)=% j! d( J- `2 ~/ |
=20.57V
$ m& p$ \3 A0 K/ \& `. W Diode(D4)=
7 k' f* k+ k) W+ ~1 f; |6 R = =41.4V 8 _7 k' t. r- d5 k" O
其它: I$ ]5 R6 J( p; {9 w( ]) B! P2 V
因为输出为3.3V,而TL431的Vref值为2.5V,若再加上photo coupler上的压降约1.2V,将使得输出电压无法推动Photo coupler及TL431,所以必须另外增加一组线圈提供回授路径所需的电压./ A4 _7 N' Y: P. C! O
假设NA2 = 4T使用0.35ψ线,则; r- H5 W+ O2 {/ G
可绕圈数= ,所以可将NA2定为4Tx2P
R p' P& O9 k) I0 R! |! W& W9 \变压器的接线图: 3.3 零件选用:2 k( @3 @4 N( `. K! f) I# b
零件位置(标注)请参考线路图: (DA-14B33 Schematic)
. Z+ f4 \$ b* `6 A) V; D( ` 3.3.1 FS1:& g/ c+ _ |2 u0 H$ x
由变压器计算得到Iin值,以此Iin值(0.42A)可知使用公司共用料2A/250V,设计时亦须考虑Pin(max)时的Iin是否会超过保险丝的额定值.8 u7 a! t- l: v7 l& P
3.3.2 TR1(热敏电阻):
# j( d, U& ^" x! o( o0 L5 q 电源启动的瞬间,由於C1(一次侧滤波电容)短路,导致Iin电流很大,虽然时间很短暂,但亦可能对Power产生伤害,所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻,以限制开机瞬间Iin在Spec之内(115V/30A,230V/60A),但因热敏电阻亦会消耗功率,所以不可放太大的阻值(否则会影响效率),一般使用SCK053(3A/5Ω),若C1电容使用较大的值,则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的Power上).
" t( O; Y7 B/ i4 t8 z$ T6 A 3.3.3 VDR1(突波吸收器):5 _3 S0 d2 j- I9 w& J
当雷极发生时,可能会损坏零件,进而影响Power的正常动作,所以必须在靠AC输入端 (Fuse之後),加上突波吸收器来保护Power(一般常用07D471K),但若有价格上的考量,可先忽略不装.
9 G2 k" J7 R9 K& Q1 l0 h4 H& s* A 3.3.4 CY1,CY2(Y-Cap):
8 l" D1 W; Q& n' C( [5 W Y-Cap一般可分为Y1及Y2电容,若AC Input有FG(3 Pin)一般使用Y2- Cap , AC Input若为2Pin(只有L,N)一般使用Y1-Cap,Y1与Y2的差异,除了价格外(Y1较昂贵),绝缘等级及耐压亦不同(Y1称为双重绝缘,绝缘耐压约为Y2的两倍,且在电容的本体上会有“回”符号或注明Y1),此电路因为有FG所以使用Y2-Cap,Y-Cap会影响EMI特性,一般而言越大越好,但须考虑漏电及价格问题,漏电(Leakage Current )必须符合安规须求(3Pin公司标准为750uA max).9 ?0 Z. E7 J5 m Q! ]. o
3.3.5 CX1(X-Cap)、RX1:" V) U+ N3 ]' g
X-Cap为防制EMI零件,EMI可分为Conduction及Radiation两部分,Conduction规范一般可分为: FCC Part 15J Class B 、 CISPR 22(EN55022) Class B 两种 , FCC测试频率在450K~30MHz,CISPR 22测试频率在150K~30MHz, Conduction可在厂内以频谱分析仪验证,Radiation 则必须到实验室验证,X-Cap 一般对低频段(150K ~ 数M之间)的EMI防制有效,一般而言X-Cap愈大,EMI防制效果愈好(但价格愈高),若X-Cap在0.22uf以上(包含0.22uf),安规规定必须要有泄放电阻(RX1,一般为1.2MΩ 1/4W).4 ^5 S% o/ |% ]
3.3.6 LF1(Common Choke):
! h, L" U8 Y0 Y0 e; { EMI防制零件,主要影响Conduction 的中、低频段,设计时必须同时考虑EMI特性及温昇,以同样尺寸的Common Choke而言,线圈数愈多(相对的线径愈细),EMI防制效果愈好,但温昇可能较高.: M ?. a+ P( O) K
3.3.7 BD1(整流二极体):
1 S( L! Z; f1 v2 x2 g 将AC电源以全波整流的方式转换为DC,由变压器所计算出的Iin值,可知只要使用1A/600V的整流二极体,因为是全波整流所以耐压只要600V即可.
6 o" b5 T- Q, X2 ?2 `# s* E9 c 3.3.8 C1(滤波电容):. B# O. q! m7 O& v4 F
由C1的大小(电容值)可决定变压器计算中的Vin(min)值,电容量愈大,Vin(min)愈高但价格亦愈高,此部分可在电路中实际验证Vin(min)是否正确,若AC Input 范围在90V~132V (Vc1 电压最高约190V),可使用耐压200V的电容;若AC Input 范围在90V~264V(或180V~264V),因Vc1电压最高约380V,所以必须使用耐压400V的电容.: a& X" Z$ D; C* S4 n6 ]7 {, ~
Re:开关电方设计过祘 3.3.9 D2(辅助电源二极体):
. z5 L& `9 i6 ]8 Z! A 整流二极体,一般常用FR105(1A/600V)或BYT42M(1A/1000V),两者主要差异:$ F. S9 Z; c3 o2 B* _
1. 耐压不同(在此处使用差异无所谓): J# Y- G2 K: Y2 r
2. VF不同(FR105=1.2V,BYT42M=1.4V)
5 c2 @( v6 G+ F% w) i 3.3.10 R10(辅助电源电阻):7 `" c6 n2 F$ K2 h' X
主要用於调整PWM IC的VCC电压,以目前使用的3843而言,设计时VCC必须大於8.4V(Min. Load时),但为考虑输出短路的情况,VCC电压不可设计的太高,以免当输出短路时不保护(或输入瓦数过大).
& t" F8 b8 s5 R' u' i6 x 3.3.11 C7(滤波电容):
' N) d$ k' ~8 M; p) r$ w; `% j: Q 辅助电源的滤波电容,提供PWM IC较稳定的直流电压,一般使用100uf/25V电容.- ]2 J! l6 _4 b1 X
3.3.12 Z1(Zener 二极体):
+ \4 o6 j8 T$ F 当回授失效时的保护电路,回授失效时输出电压冲高,辅助电源电压相对提高,此时若没有保护电路,可能会造成零件损坏,若在3843 VCC与3843 Pin3脚之间加一个Zener Diode,当回授失效时Zener Diode会崩溃,使得Pin3脚提前到达1V,以此可限制输出电压,达到保护零件的目的.Z1值的大小取决於辅助电源的高低,Z1的决定亦须考虑是否超过Q1的VGS耐压值,原则上使用公司的现有料(一般使用1/2W即可).& `2 }8 `8 H4 A, A" [
3.3.13 R2(启动电阻):
* |$ r' T' G* c! Q5 S 提供3843第一次启动的路径,第一次启动时透过R2对C7充电,以提供3843 VCC所需的电压,R2阻值较大时,turn on的时间较长,但短路时Pin瓦数较小,R2阻值较小时,turn on的时间较短,短路时Pin瓦数较大,一般使用220KΩ/2W M.O.., b+ z5 M# _3 F/ T4 S$ S) ~; o
3.3.14 R4 (Line Compensation):
, X) R0 W; {4 A( g" m* ? 高、低压补偿用,使3843 Pin3脚在90V/47Hz及264V/63Hz接近一致(一般使用750KΩ~1.5MΩ 1/4W之间).
: Z" G+ H- M+ Y+ ^5 o5 X) } 3.3.15 R3,C6,D1 (Snubber):. k5 W. R" e/ h$ J" W- K2 Y
此三个零件组成Snubber,调整Snubber的目的:1.当Q1 off瞬间会有Spike产生,调整Snubber可以确保Spike不会超过Q1的耐压值,2.调整Snubber可改善EMI.一般而言,D1使用1N4007(1A/1000V)EMI特性会较好.R3使用2W M.O.电阻,C6的耐压值以两端实际压差为准(一般使用耐压500V的陶质电容).
# {2 v* t9 z% \2 z( E6 v% Y 3.3.16 Q1(N-MOS):$ {, T0 B$ U3 L' F- ]0 [6 l7 P' _
目前常使用的为3A/600V及6A/600V两种,6A/600V的RDS(ON)较3A/600V小,所以温昇会较低,若IDS电流未超过3A,应该先以3A/600V为考量,并以温昇记录来验证,因为6A/600V的价格高於3A/600V许多,Q1的使用亦需考虑VDS是否超过额定值.
1 C& ]: c( j4 \* X6 o 3.3.17 R8:
2 w9 n, K' ?8 m, B- o6 O, I$ C R8的作用在保护Q1,避免Q1呈现浮接状态.
2 F4 V0 M' q# l$ M7 K0 L( z 3.3.18 R7(Rs电阻):: z6 D$ f' E8 o) @ W1 z
3843 Pin3脚电压最高为1V,R7的大小须与R4配合,以达到高低压平衡的目的,一般使用2W M.O.电阻,设计时先决定R7後再加上R4补偿,一般将3843 Pin3脚电压设计在0.85V~0.95V之间(视瓦数而定,若瓦数较小则不能太接近1V,以免因零件误差而顶到1V). ' A5 p; J5 V7 ~8 h# [
3.3.19 R5,C3(RC filter):
* a# }9 Y6 N) f. N5 z D- H 滤除3843 Pin3脚的杂讯,R5一般使用1KΩ 1/8W,C3一般使用102P/50V的陶质电容,C3若使用电容值较小者,重载可能不开机(因为3843 Pin3瞬间顶到1V);若使用电容值较大者,也许会有轻载不开机及短路Pin过大的问题.
) E u5 W$ |! x 3.3.20 R9(Q1 Gate电阻 ):
. h# m) t7 y8 ]+ f1 V p R9电阻的大小,会影响到EMI及温昇特性,一般而言阻值大,Q1 turn on / turn off的速度较慢,EMI特性较好,但Q1的温昇较高、效率较低(主要是因为turn off速度较慢);若阻值较小, Q1 turn on / turn off的速度较快,Q1温昇较低、效率较高,但EMI较差,一般使用51Ω-150Ω 1/8W.% L) F F$ f* b$ u: I
3.3.21 R6,C4(控制振荡频率):* u7 v: m( T! s2 C, w
决定3843的工作频率,可由Data Sheet得到R、C组成的工作频率,C4一般为10nf的电容(误差为5%),R6使用精密电阻,以DA-14B33为例,C4使用103P/50V PE电容,R6为3.74KΩ 1/8W精密电阻,振荡频率约为45 KHz.
( `- O2 n2 r9 Z9 K, S. x9 K! g3 H 3.3.22 C5:' w( H! o; T7 ]) ?% N( q, D8 y$ g
功能类似RC filter,主要功用在於使高压轻载较不易振荡,一般使用101P/50V陶质电容.
1 E8 I& J1 Z0 c6 }4 j6 F" { 3.3.23 U1(PWM IC):
[: Y7 R* n, f6 X5 @/ ` 3843是PWM IC的一种,由Photo Coupler (U2)回授信号控制Duty Cycle的大小,Pin3脚具有限流的作用(最高电压1V),目前所用的3843中,有KA3843(SAMSUNG)及UC3843BN(S.T.)两种,两者脚位相同,但产生的振荡频率略有差异,UC3843BN较KA3843快了约2KHz,fT的增加会衍生出一些问题(例如:EMI问题、短路问题),因KA3843较难买,所以新机种设计时,尽量使用UC3843BN.1 T3 L1 H: w8 S
3.3.24 R1、R11、R12、C2(一次侧回路增益控制):
( J0 Q6 {9 Z [, l/ m( e0 v$ l 3843内部有一个Error AMP(误差放大器),R1、R11、R12、C2及Error AMP组成一个负回授电路,用来调整回路增益的稳定度,回路增益,调整不恰当可能会造成振荡或输出电压不正确,一般C2使用立式积层电容(温度持性较好).
5 P+ f9 q9 S4 t$ j0 d; P: i* U: q 3.3.25 U2(Photo coupler)
: S! Y, Z/ m5 k. s1 D# d 光耦合器(Photo coupler)主要将二次侧的信号转换到一次侧(以电流的方式),当二次侧的TL431导通後,U2即会将二次侧的电流依比例转换到一次侧,此时3843由Pin6 (output)输出off的信号(Low)来关闭Q1,使用Photo coupler的原因,是为了符合安规需求(primacy to secondary的距离至少需5.6mm).& O( S5 P. T3 M9 `! Z# F% g
3.3.26 R13(二次侧回路增益控制):1 u1 _0 n. J" V' Q0 I1 p
控制流过Photo coupler的电流,R13阻值较小时,流过Photo coupler的电流较大,U2转换电流较大,回路增益较快(需要确认是否会造成振荡),R13阻值较大时,流过Photo coupler的电流较小,U2转换电流较小,回路增益较慢,虽然较不易造成振荡,但需注意输出电压是否正常.; |/ d O* X( {8 U# f1 I
3.3.27 U3(TL431)、R15、R16、R18/ S% [& A" K& D. p* N+ T* m" i- I
调整输出电压的大小, ,输出电压不可超过38V(因为TL431 VKA最大为36V,若再加Photo coupler的VF值,则Vo应在38V以下较安全),TL431的Vref为2.5V,R15及R16并联的目的使输出电压能微调,且R15与R16并联後的值不可太大(尽量在2KΩ以下),以免造成输出不准.% c' |9 a8 o! M( B( A" n
3.3.28 R14,C9(二次侧回路增益控制):* p8 M4 U# y( X. c
控制二次侧的回路增益,一般而言将电容放大会使增益变慢;电容放小会使增益变快,电阻的特性则刚好与电容相反,电阻放大增益变快;电阻放小增益变慢,至於何谓增益调整的最佳值,则可以Dynamic load来量测,即可取得一个最佳值. 3.3.29 D4(整流二极体):
- _5 S5 @! W% i7 O- S! X 因为输出电压为3.3V,而输出电压调整器(Output Voltage Regulator)使用TL431(Vref=2.5V)而非TL432(Vref=1.25V),所以必须多增加一组绕组提供Photo coupler及TL431所需的电源,因为U2及U3所需的电流不大(约10mA左右),二极体耐压值100V即可,所以只需使用1N4148(0.15A/100V).! e3 Z( g1 O1 s) x- }+ J9 Q5 S
3.3.30 C8(滤波电容): i! D6 i9 f+ T) b; J) I' F
因为U2及U3所需的电流不大,所以只要使用1u/50V即可.
5 m+ \2 u5 Q) ?" R& u/ T+ i 3.3.31 D5(整流二极体):$ M) S5 y& z M
输出整流二极体,D5的使用需考虑:
7 Z$ {% x3 k* `0 v4 n a. 电流值
* }5 C* B/ m( V( O, w' Q/ b b. 二极体的耐压值
9 ^/ \, T, q# O3 d9 X2 \4 H 以DA-14B33为例,输出电流4A,使用10A的二极体(Schottky)应该可以,但经点温昇验证後发现D5温度偏高,所以必须换为15A的二极体,因为10A的VF较15A的VF 值大.耐压部分40V经验证後符合,因此最後使用15A/40V Schottky.
* }" ]( p) Q+ W" U3 @, } 3.3.32 C10,R17(二次侧snubber) :
4 m; ~" _% _, |2 A) ? D5在截止的瞬间会有spike产生,若spike超过二极体(D5)的耐压值,二极体会有被击穿的危险,调整snubber可适当的减少spike的电压值,除保护二极体外亦可改善EMI,R17一般使用1/2W的电阻,C10一般使用耐压500V的陶质电容,snubber调整的过程(264V/63Hz)需注意R17,C10是否会过热,应避免此种情况发生.( G" c4 [. }3 v! O0 L
3.3.33 C11,C13(滤波电容):
, N- ^/ p) h, G! G 二次侧第一级滤波电容,应使用内阻较小的电容(LXZ,YXA…),电容选择是否洽当可依以下三点来判定:
4 l1 ^1 W8 l0 Q9 x$ f2 J: h% a a. 输出Ripple电压是符合规格
$ Z7 [5 o# P/ C* k& D b. 电容温度是否超过额定值 B# g: N0 S; h
c. 电容值两端电压是否超过额定值
; V- a2 c7 ~# i( C! \ 3.3.34 R19(假负载):
1 R1 l6 e7 L4 y 适当的使用假负载可使线路更稳定,但假负载的阻值不可太小,否则会影响效率,使用时亦须注意是否超过电阻的额定值(一般设计只使用额定瓦数的一半).
2 c3 N/ H& `7 _5 o; }1 n 3.3.35 L3,C12(LC滤波电路):& s% j% G( }; c, v& q, O* p
LC滤波电路为第二级滤波,在不影响线路稳定的情况下,一般会将L3 放大(电感量较大),如此C12可使用较小的电容值.
1 Q$ r2 P$ S- `) p- i' z) z8 R* g! m 4 设计验证 可分为三部分)
1 F+ {+ ]/ b# E a. 设计阶段验证5 c4 f. I8 N2 j2 v; _' @2 g% m
b. 样品制作验证- w/ p; O% L7 F$ k
c. QE验证: [% a7 @( c8 p5 Q5 v# V# Q
4.1 设计阶段验证
3 o* D: |, P# {, J# b 设计实验阶段应该养成记录的习惯,记录可以验证实验结果是否与电气规格相符,以下即就DA-14B33设计阶段验证做说明(验证项目视规格而定)." z o) F* {4 I
4.1.1 电气规格验证:% c4 b8 k" y8 K0 f- M& z
4.1.1.1 3843 PIN3脚电压(full load 4A) :
6 p3 S: h! t# \, Z/ v! d# k 90V/47Hz = 0.83V; j" E+ n0 Z. \
115V/60Hz = 0.83V
6 y" D1 d& n; S7 |/ p# s 132V/60Hz = 0.83V
, d" K$ u% f% C 180V/60Hz = 0.86V9 h" j" }1 r4 D
230V/60Hz = 0.88V
4 N! q' I! S2 T B+ ^5 V 264V/63Hz = 0.91V
" k4 K; F8 B$ p5 y3 X$ }5 {( ?9 L1 i- f) Z 4.1.1.2 Duty Cycle , fT:
2 R, H* B1 n# R7 \" i$ B 4.1.1.3 Vin(min) = 100V (90V / 47Hz full load)8 k. f% U! u& q# y2 e2 s9 X
4.1.1.4 Stress (264V / 63Hz full load) :' y8 O) V( O: l& B
Q1 MOSFET: 4 l* Y3 A# |; z0 z0 e
~4 j: T" c- z7 A* F) l8 J+ y0 {" p
4.1.1.5 辅助电源(开机,满载)、短路Pin max.:4 ]) t! P( m8 ]& w- F, O
4.1.1.6 Static (full load)! i& C: n& n: t8 t9 K8 m
Pin(w) Iin(A) Iout(A) Vout(V) P.F. Ripple(mV) Pout(w) eff, A; B( `0 E' n4 E" l+ j7 U
90V/47Hz 18.7 0.36 4 3.30 0.57 32 13.22 70.7* b8 k/ i0 U2 b
115V/60Hz 18.6 0..31 4 3.30 0.52 28 13.22 71.1" p8 d9 i6 ?0 P* [8 d
132V/60Hz 18.6 0.28 4 3.30 0.50 29 13.22 71.14 K- ] ]0 `5 E- h; ]% y
180V/60Hz 18.7 0.21 4 3.30 0.49 30 13.23 70.7, N( t6 U' O i- {4 ?2 Z
230V/60Hz 18.9 0.18 4 3.30 0.46 29 13.22 69.9& ]; R5 R+ S% L' h. W5 ^6 |
264V/60Hz 19.2 0.16 4 3.30 0.45 29 13.23 68.9
8 O3 H/ D; `, k& ]& g6 z* ~9 I 4.1.1.7 Full Range负载(0.3A-4A): f2 b$ g3 ]6 F. r$ W, ?
(验证是否有振荡现象)9 ]. U8 M" Z9 X0 y# [
4.1.1.8 回授失效(输出轻载)( W( E# k- b0 C$ g
Vout = 8.3Vê90V/47Hz
; K" F9 k" c! }! K, P& Y Y! s- E5 d Vout = 6.03Vê264V/63Hz& `" Q1 _+ a" r& T7 F i# c
4.1.1.9 O.C.P.(过电流保护)9 w, n% N) g5 e% `& |
90V/47Hz = 7.2A. { C/ N+ @7 Z
264V/63Hz = 8.4A
4 Y+ U; C$ X2 M! P# A2 p% h) L4 o& P, J 4.1.1.10 Pin(max.)
5 B; Z9 V( T, @3 h: S$ u 90V/47Hz = 24.9W0 e: j! z6 G* ]7 i+ R- i
264V/63Hz = 27.1W1 f0 s$ _; \/ e0 y5 |0 O8 V! @4 T
4.1.1.11 Dynamic test
" r) P( f0 N+ f9 e H=4A,t1=25ms,slew Rate = 0.8A/ms (Rise)" `- o$ f& c8 W% [
L=0.3A,t2=25ms,slew Rate = 0.8A/ms (Full)
: M9 e6 t n- | 90V/47Hz
( N. t1 ~( G$ m3 S' s: @ 264V/63Hz. [% J) H% {! L/ Z. H" B3 q( R, B o
4.1.1.12 HI-POT test:$ @0 B/ ^9 p8 P a$ P
HI-POT test一般可分为两种等级:
* ^& j* l% \) @. j9 k) v3 |. K) P 输入为3 Pin(有FG者),HI-POT test为1500Vac/1? minute.Y-CAP使用Y2-CAP
! w" w, w+ m* D0 R N2 p& U 输入为2 Pin(无FG者),HI-POT test为3000Vac/1? minute.Y-CAP使用Y1-CAP/ v! v0 X& M. @) V: X# R e% \- C- R# U
DA-14B33属於输入3 PIN HI-POT test 为1500Vac/1 minute.
- ^7 V$ i4 S3 j% h) [3 G* Q 4.1.1.13 Grounding test:2 [3 @2 b1 m& }8 ~" R
输入为3 Pin(有FG者),一般均要测接地阻(Grounding test),安规规定FG到输出线材(输出端)的接地电阻不能超过100MΩ(2.5mA/3 Second).* ^- j4 P1 t0 F u, D
4.1.1.14 温昇记录
( o; _% r$ j8 G& ? s+ a 设计实验定案後(暂定),需针对整体温昇及EMI做评估,若温昇或EMI无法符合规格,则需重新实验.温昇记录请参考附件,D5原来使用BYV118(10A/40V Schottky barrier 肖特基二极管 ),因温昇较高改为PBYR1540CTX(15A/40V).
9 g/ I6 f2 d5 R4 F* ] 4.1.1.15 EMI测试:6 s7 L( y$ C B# a$ P
EMI测试分为二类:
3 i' b' k) g0 G5 u; p Conduction(传导干扰)9 _% w: r& Y# l6 d: A6 s8 Y4 p
Radiation(幅射干扰)# n9 k6 {8 Q( D# m
前者视规范不同而有差异(FCC : 450K - 30MHz,CISPR 22 :150K - 30MHz),前者可利用厂内的频谱分析仪验证;後者(范围由30M - 300MHz,则因厂内无设备必须到实验室验证,Conduction,Radiation测试资料请参考附件) ., S! @; s0 Y$ U X+ P; y/ R L1 \# p
4.1.1.16 机构尺寸:0 A/ _* q1 i! N' i, J1 @$ Z+ F
设计阶段即应对机构尺寸验证,验证的项目包括 : PCB尺寸、零件限高、零件禁置区、螺丝孔位置及孔径、外壳孔寸….,若设计阶段无法验证,则必须在样品阶段验证.
* p4 }5 R$ d% I8 w4 | 4.1.2 样品验证:
9 w8 D2 }# e4 h' T6 I p 样品制作完成後,除温昇记录、EMI测试外(是否需重新验证,视情况而定),每一台样品都应经过验证(包括电气及机构尺寸),此阶段的电气验证可以以ATE(Chroma)测试来完成,ATE测试必须与电气规格相符.' K- x3 K% U/ k$ k, W
4.1.3 QE验证:( d" I5 Y' j8 \
QE针对工程部所提供的样品做验证,工程部应提供以下交件及样品供QE验证.
* Z1 h6 K; q8 n5 Q# m | 
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发表于 2019-6-26 09:57
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