开关电源设计全过程

Allevi · 发表于 2019-6-26 09:57

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x

开关电源设计全过程

1 目的
% l y5 n; M$ ~6 S3 z4 V# |' y

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.

2 设计步骤:
, d* Q" z6 w, e

2.1 绘线路图、PCB Layout.
5 `- S8 v: i0 l9 G, ~

2.2 变压器计算.
/ {9 c& s5 x4 n# }$ p3 H, |) `

2.3 零件选用.4 H( h) t1 }5 z: B1 S5 C7 X* A0 v9 h

2.4 设计验证.$ d& |) s$ |- r! _; U; F! b" {

3 设计流程介绍(以DA-14B33为例):1 `6 o9 F3 O, _- K4 Z0 }% R

3.1 线路图、PCB Layout请参考资识库中说明.
3 \# w: f% I- w9 z( `/ i

3.2 变压器计算:' O& ]* p4 \% q$ O& c% s6 j

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. g8 f5 y5 r/ @3 u4 j

3.2.1 决定变压器的材质及尺寸:. e- ~+ g0 y2 p+ x" `# p& ]4 ~

依据变压器计算公式/ A3 N9 s0 j, p: @7 A+ T6 ~6 y; i

B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)) R0 F2 c" h! }9 U( [: w

Lp = 一次侧电感值(uH)
2 ~9 I7 f8 l6 T3 a

Ip = 一次侧峰值电流(A)
7 ^( Z& v) g) O8 u4 g% e ]

Np = 一次侧(主线圈)圈数
% s7 k. h2 S2 A2 Q! A% k0 E- W# P4 u

Ae = 铁心截面积(cm2)
! g8 t1 Y" C6 ^0 s5 N+ P6 V8 t2 ~

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./ I8 n4 j f! e1 j( b" \1 a9 v

3.2.2 决定一次侧滤波电容:
! s ^4 {- ^5 Y: g. F7 w

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.
8 Z7 J% z) j' `8 q, [1 F+ }; c0 _

3.2.3 决定变压器线径及线数:! E2 p) Q9 ~# i0 e+ \6 D

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.
, J7 }: u* m" z" K! Y, G) L

3.2.4 决定Duty cycle (工作周期):; y& N3 ]3 |& O. A% i( x' P

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.# P! a% ? S5 m1 }' W. P

NS = 二次侧圈数
6 E7 v8 Q4 E( O4 `

NP = 一次侧圈数9 G+ h# z7 _# e7 q- K( a ~5 o- R

Vo = 输出电压, S6 g6 W- H- |( h+ z0 U( k+ x* c

VD= 二极体顺向电压
5 f6 `. c: A8 C. r. S5 Q/ w

Vin(min) = 滤波电容上的谷点电压
" Y! r3 ?; F: Z* F. _% p. y

D =工作周期(Duty cycle)" F0 Z1 c: n9 z8 E0 @

3.2.5 决定Ip值:
3 Z) }& s& E. b& a( j

Ip = 一次侧峰值电流0 y# U9 {' Q' _# y9 O

Iav = 一次侧平均电流
0 G4 D: }) `: T

Pout = 输出瓦数
d0 d" J$ s6 l

效率
2 l+ u6 L0 |% {% \6 o

PWM震荡频率, i& k. a* f/ D

3.2.6 决定辅助电源的圈数:; b- o, D* e8 ~* k) x3 R3 R

依据变压器的圈比关系,可决定辅助电源的圈数及电压. i, a& a9 l% |: |- n4 W) O

3.2.7 决定MOSFET及二次侧二极体的Stress(应力):7 Z1 b; O" S1 r/ F! d- ]/ u

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:
\) A9 x0 A& L. r9 H2 x' ^0 N

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.# V: @1 l- k8 o9 B

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.
2 ^! O$ |9 Z0 \2 ]

3.2.10 DA-14B33变压器计算:
, a( p* }2 G3 @$ O

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.
1 j3 N, j: n- U% p( l6 Q

假设fT = 45 KHz ,Vin(min)=90V,? =0.7,P.F.=0.5(cosθ),Lp=1600 Uh
' {2 ]( d& f! S

计算式:! b* X" D+ q; h. C. `* N$ o

变压器材质及尺寸:l
- V# D6 [# k1 g; L4 J* K/ k; I7 L

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.
) f% z3 G# c1 V3 ~! `9 _" o

假设滤波电容使用47uF/400V,Vin(min)暂定90V.# x# W* a' t* I- `

决定变压器的线径及线数:& ]" o3 {1 W" K* @' L4 R( N

假设NP使用0.32ψ的线9 w7 N; n) Y4 A5 R! Y G. M! s9 e

电流密度=
2 K+ u, S% l7 F V3 \/ @

可绕圈数=9 ~9 p$ s, B$ o

假设Secondary使用0.35ψ的线( E9 c: H1 `% n* o! e

电流密度=
7 u0 e, j& L( s# R

假设使用4P,则
1 C. _9 y* ^' K2 \/ Y j

电流密度=% n, W5 g6 B% ?1 u5 a" k

可绕圈数=
8 B, Z* Q7 y4 e2 G* G8 G% o. P! _+ y

决定Dutyl cycle:
$ b& E4 ?% g1 F( k

假设Np=44T,Ns=2T,VD=0.5(使用schottky Diode)+ b3 a. u- Z3 t9 J+ ~

决定Ip值:
: w% G# [( h0 X H+ u' A

决定辅助电源的圈数:( P- r0 B6 B$ r! W

假设辅助电源=12V
6 o+ b @: {0 ?3 h

NA1=6.3圈& S. B% X+ j) B8 S3 x0 T* I

假设使用0.23ψ的线! C8 V: c' |. v) E% N' |, c

可绕圈数=
+ }8 o$ b1 a; P& e, S1 y

若NA1=6Tx2P,则辅助电源=11.4V
* M( y( V7 V1 I# T: [. K

决定MOSFET及二次侧二极体的Stress(应力):/ q6 h- p a# i# s5 @

MOSFET(Q1) =最高输入电压(380V)+ =4 E }7 j: g) |+ C% C. h& } L* j

=463.6V1 b/ F& \8 }1 U t

Diode(D5)=输出电压(Vo)+ x最高输入电压(380V)=
( z7 d( `: B+ U# X0 {

=20.57V3 D5 n2 R! L) o! F$ L- ]- i

Diode(D4)=- I/ K: I) F/ N8 u6 ~# B2 w

= =41.4V

其它:& [ b/ V7 g @) H5 ]# i a

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.
, k* k) T" t" Z+ p7 M. h% o

假设NA2 = 4T使用0.35ψ线,则) K1 l, ] B* \9 [: w: H7 i

可绕圈数= ,所以可将NA2定为4Tx2P

变压器的接线图:

3.3 零件选用:
+ G! I! H' K( a# @

零件位置(标注)请参考线路图: (DA-14B33 Schematic)
7 F9 C- {) z0 D8 T; h5 x

3.3.1 FS1:
# C+ C" p1 a2 M# b, r M6 F

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.
$ ?1 p' d3 ?7 m. @

3.3.2 TR1(热敏电阻):
5 K2 t( ^8 E+ Y% D

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).
0 L& C) r3 g2 Q, H1 L

3.3.3 VDR1(突波吸收器):0 E! a: X5 T* k# f2 G1 }& Y* G& ?

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.) p! a' v9 @8 Z: w5 G4 J

3.3.4 CY1,CY2(Y-Cap):& l$ j+ `* E9 H3 }

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).: W* m% p! @$ f$ V8 h" `

3.3.5 CX1(X-Cap)、RX1:
0 f5 \ q% ]4 a4 J+ Q! ?- I# u

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).
& I/ ?0 z3 f4 \+ j- t5 H! u+ N8 J

3.3.6 LF1(Common Choke):
* R5 O2 _! h9 w J; ?" D3 `9 \

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.- C" v, Y8 ?" u' x; {

3.3.7 BD1(整流二极体):1 v, p9 u' W/ T

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.9 c' ?6 r3 n( Y" x \

3.3.8 C1(滤波电容):1 v# C+ K* O" t) e1 ?! O

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.
; M* R# m. J% C, M F0 A

Re:开关电方设计过祘

3.3.9 D2(辅助电源二极体):* ?* U+ G% t* P8 j, X

整流二极体,一般常用FR105(1A/600V)或BYT42M(1A/1000V),两者主要差异:
" I* N9 j' m9 i; Y; m8 r, s; Z0 E

1. 耐压不同(在此处使用差异无所谓)
( J, y0 U0 Z! \2 R8 k6 S

2. VF不同(FR105=1.2V,BYT42M=1.4V)
* E) D3 N9 Q, l) o5 {7 u

3.3.10 R10(辅助电源电阻):: p) N( l7 b4 o3 p9 _, y

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). E) l: z: Q9 B# m2 Z/ f1 v' H

3.3.11 C7(滤波电容):) K/ F& A. k* [4 H) `9 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.. N; J, d: w( e4 n, t1 R

3.3.12 Z1(Zener 二极体):
/ S/ b7 b+ ]! J

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).. I' ]( i3 m7 `' I3 |" D9 W1 Y) }

3.3.13 R2(启动电阻):+ C' i5 e. O: V) o& G' M

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..% R5 J3 T' U2 k+ W6 f" R) o' G

3.3.14 R4 (Line Compensation):
: }0 \- |% _- c5 A, V9 z

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).
f2 t0 e! o) N9 ?! w" \

3.3.15 R3,C6,D1 (Snubber):
' l" ]0 `: J, u' w' ~( p. q

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).( u- }0 Q+ W/ h6 q6 [

3.3.16 Q1(N-MOS):" J+ p2 @* Y4 D/ Z* v* R

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.
9 W& j9 R0 s+ W1 [) v

3.3.17 R8:
9 X- Q! c& _4 o$ t! Y3 j, @

R8的作用在保护Q1,避免Q1呈现浮接状态.
! z3 s. Q# }$ P

3.3.18 R7(Rs电阻):" Z! ]7 V" B* O& W, M9 e8 M

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).

3.3.19 R5,C3(RC filter):+ q& m9 @- Q: W1 |) ^. E

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.% M! C% h* D3 D4 P1 C$ N% p* U# x

3.3.20 R9(Q1 Gate电阻 ):
7 L* S; X0 t2 a

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.
. ` o& Y+ S! x, C0 M: X/ _9 o

3.3.21 R6,C4(控制振荡频率): v/ k0 Q% n& ~3 C

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.' i$ Z! i H- p: }% Z/ K# X

3.3.22 C5:
* c6 a7 T+ [5 }* i# b

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 w. `8 V3 I7 r2 c) \

3.3.23 U1(PWM IC):3 h d, J* \$ g- t, ?1 _! Q5 q

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.4 A, M# a) H+ \0 f" t

3.3.24 R1、R11、R12、C2(一次侧回路增益控制):
9 t1 v8 ~/ ~- }2 i! e; E; h+ L: z$ ~* 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).) Q! |6 O. C+ @6 \

3.3.25 U2(Photo coupler)0 B" ?0 s! U" F1 \

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).
6 a3 g2 n; E0 i; N2 f

3.3.26 R13(二次侧回路增益控制):
$ i$ p0 _5 b4 a7 W& G$ ]

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.
8 B$ O1 l1 a- w) E# I, ]

3.3.27 U3(TL431)、R15、R16、R18) l' j+ w N8 |$ Q; P3 _* 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.& v7 c% n1 N: u$ K6 {

3.3.28 R14,C9(二次侧回路增益控制):
6 ^; K3 h) d0 t1 m

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):
3 X% \1 J1 ?( g) `4 y

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).. m1 D$ S+ l5 V, b9 h F! b

3.3.30 C8(滤波电容):; o# W2 \% Q" U* j$ m

因为U2及U3所需的电流不大,所以只要使用1u/50V即可.9 o0 X" h: ]( X C7 }7 s6 Y# `! G% O

3.3.31 D5(整流二极体):2 e7 w! _7 d; H' @- u V+ u0 s# p

输出整流二极体,D5的使用需考虑:
( e3 @7 H, l& i" J9 M

a. 电流值3 S3 u" h# o1 A/ Y% }2 _$ W

b. 二极体的耐压值
7 E- u; C9 a3 g3 `5 b( @

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.- a+ q- A2 z8 U O

3.3.32 C10,R17(二次侧snubber) :. U( e1 w# C, I2 @

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.
9 Z. C6 Q4 t6 _: l! T( d+ b

3.3.33 C11,C13(滤波电容):5 P; j/ ~6 R- ~, s$ x

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:2 w4 y3 Q' s' l+ ]2 G7 e

a. 输出Ripple电压是符合规格
: d8 W" T# a6 b

b. 电容温度是否超过额定值
$ [0 h. [; [# U2 ~6 \

c. 电容值两端电压是否超过额定值
# _' a8 d# O6 N' ~, D

3.3.34 R19(假负载):
`+ N* O# N% _& [

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).
9 E* j5 T9 S* ]) D

3.3.35 L3,C12(LC滤波电路):! L. J1 p( f0 W9 u! O1 b6 r$ M# t* M/ 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.
3 c7 z9 R. V& L& i1 w

4 设计验证可分为三部分)
1 c: R% C: z4 c" w( k* x9 F

a. 设计阶段验证2 {3 R8 z/ z& T. M/ R

b. 样品制作验证* O$ u; a; y/ D2 A

c. QE验证9 Q6 n+ a4 s2 X5 _# q, o5 l5 r( G |

4.1 设计阶段验证- s3 J, C0 J W

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).
. [& `: [1 p) y5 @& t( ^9 X$ w, R7 m

4.1.1 电气规格验证: z* ]& y5 w% q0 l( @

4.1.1.1 3843 PIN3脚电压(full load 4A) :5 d1 C8 _4 A: r$ G2 n0 P8 ?

90V/47Hz = 0.83V
. @6 ]- ^( \+ Y! O" [, w

115V/60Hz = 0.83V. x0 Q, O& b/ ?. V5 ^4 u: i% k

132V/60Hz = 0.83V
$ ~4 b; u8 K# S0 A$ _

180V/60Hz = 0.86V
- [6 ?$ i9 @0 u% T! M. {

230V/60Hz = 0.88V
4 o; q" f. \' A7 ?

264V/63Hz = 0.91V4 B( H2 ?: g1 m, a, h- F0 D5 A

4.1.1.2 Duty Cycle , fT:) m, N1 ]( Y7 Q& y# p3 K1 h

4.1.1.3 Vin(min) = 100V (90V / 47Hz full load)
' O0 c1 T4 A1 x- u( z( S

4.1.1.4 Stress (264V / 63Hz full load) :
Q# |8 F, }, ?! [' Z$ i

Q1 MOSFET:

4.1.1.5 辅助电源(开机,满载)、短路Pin max.:* n) `; L9 ]- C, D" G/ e: t

4.1.1.6 Static (full load)
) K: V$ g6 ~/ w: x* m" g0 I

Pin(w) Iin(A) Iout(A) Vout(V) P.F. Ripple(mV) Pout(w) eff1 p3 C0 g. g& c! u! \3 k: Q6 _3 C1 ~9 W

90V/47Hz 18.7 0.36 4 3.30 0.57 32 13.22 70.73 R; ` t& j/ t3 G4 K

115V/60Hz 18.6 0..31 4 3.30 0.52 28 13.22 71.13 p( x2 @9 `. n. K) W9 K, R

132V/60Hz 18.6 0.28 4 3.30 0.50 29 13.22 71.1 o( J m- Y9 T7 Z5 ~

180V/60Hz 18.7 0.21 4 3.30 0.49 30 13.23 70.7' S6 t( L! _- C! E/ I. m2 h( J! T: w0 f* t

230V/60Hz 18.9 0.18 4 3.30 0.46 29 13.22 69.9
* b7 l/ q( `4 i- O0 a2 U

264V/60Hz 19.2 0.16 4 3.30 0.45 29 13.23 68.9
+ \' Y) S; F* h+ D9 n, J2 `

4.1.1.7 Full Range负载(0.3A-4A)
5 d$ e$ T1 N$ K; f' t* K

(验证是否有振荡现象)3 h+ H' n: O) c1 p

4.1.1.8 回授失效(输出轻载)
5 B, A+ Z9 U$ R( }* y6 Z1 b

Vout = 8.3Vê90V/47Hz" P k1 j7 e9 n4 [6 b# G

Vout = 6.03Vê264V/63Hz9 u0 M3 ] P L+ O o& i

4.1.1.9 O.C.P.(过电流保护)
! B T9 V8 \1 t6 _0 n: m9 @

90V/47Hz = 7.2A7 F2 k- @/ T) M. v

264V/63Hz = 8.4A; D* F7 |' O: o/ K

4.1.1.10 Pin(max.)
/ I7 G7 T( G4 M0 Q( K( p( F. E

90V/47Hz = 24.9W
& n1 ?% S5 p! i) \1 a! e; O2 {

264V/63Hz = 27.1W$ v* q$ \4 N: ]/ T6 v5 p

4.1.1.11 Dynamic test Y' v! i2 [4 h) | @) o: a

H=4A,t1=25ms,slew Rate = 0.8A/ms (Rise) `; l+ I# R5 x9 y

L=0.3A,t2=25ms,slew Rate = 0.8A/ms (Full)
6 N! C1 I( ]) `( V' s! H7 g

90V/47Hz
& \6 |+ x: I3 x+ h2 M' ~( f& M

264V/63Hz* v7 n0 F" E' p

4.1.1.12 HI-POT test:% P- j; e6 U F# C |# D

HI-POT test一般可分为两种等级:
/ o3 y5 V$ Z% G" I% L/ c7 H% s

输入为3 Pin(有FG者),HI-POT test为1500Vac/1? minute.Y-CAP使用Y2-CAP3 D! H+ x# O; \/ g2 F

输入为2 Pin(无FG者),HI-POT test为3000Vac/1? minute.Y-CAP使用Y1-CAP
0 w+ u* w( p6 l7 _% `5 C" b

DA-14B33属於输入3 PIN HI-POT test 为1500Vac/1 minute.
8 u" ~3 A K9 @2 T, |1 i; F- u# E

4.1.1.13 Grounding test:

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).# ]9 }5 W' v2 |( I9 Z7 @7 O1 z4 s; w

4.1.1.14 温昇记录
' J' K9 v6 ]+ j: ]: T% u0 I

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).$ E7 D+ ^; ^! |' q' r

4.1.1.15 EMI测试:
7 D3 J% [4 K Z) {3 `4 l- `

EMI测试分为二类:, S# V. F! l, E* g

Conduction(传导干扰)5 U) X5 \5 ?! K4 D' f

Radiation(幅射干扰)
0 P, @5 Y6 H3 D# l- }$ b

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) .
g4 _4 v' t6 `+ [2 x4 ~7 |

4.1.1.16 机构尺寸:
- U( c: ^: l' U, n' p* z( k

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.
+ H% g& g- n n, z* x4 i

4.1.2 样品验证:/ n" c. M" |6 r- E- E- u5 u8 ^2 l' x2 P- G

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.
5 c1 X) }2 ]; r3 V! d

4.1.3 QE验证:
7 u$ ~5 p" _3 p3 r% ^# s K

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.

yxlk · 发表于 2019-6-26 17:23

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