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本帖最后由 Allevi 于 2019-8-30 11:03 编辑 6 X! y, s& p$ U% ]) x
; l* M4 p% h: m大神的64个开关电源设计技巧（一）
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DS 设计作为一切生产活动的开端，在整个生命周期内都至关重要。而开关电源设计后，产品质量也与设计息息相关，后续所有的部门都将与设计对接，采购部、生产部、PM、品管部、业务部、工程部等众多部门都将配合工作。一旦出现差池，会产生非常严重的连锁反应。所以面对这座大山，我们应当对细节引起重视。 & E- g* Y9 y: L
1. 变压器图纸、PCB、原理图这三者的变压器飞线位号需一至。
2 l0 H: v6 z `- d; b' P, R- S2 L& N7 d& R, F o
这是很多工程师在申请安规认证提交资料时会犯的一个毛病。 ) m1 R% s# t# @1 q: Q% K( i
2.X电容的泄放电阻需放两组。 $ |- u' i" m7 m+ v, e
理由：UL62368、CCC认证要求断开一组电阻再测试X电容的残留电压 ) Z( I5 ~9 e" ^& B, a$ A1 @7 t8 B
很多新手会犯的一个错误，修正的办法只能重新改PCB Layout，浪费自己和采购打样的时间。 $ ~' \7 x$ _! D' s
3.变压器飞线的PCB孔径需考虑到最大飞线直径，必要是预留两组一大一小的PCB孔。 & v% g- k9 h9 e- C' u4 ]+ S4 u
理由：避免组装困难或过炉空焊问题 ; d6 [+ R7 Z7 u; U
因为安规申请认证通常会有一个系列，比如说24W申请一个系列，其中包含4.2V-36V电压段，输出低压4.2V大电流和高压36V小电流的飞线线径是不一样的。
0 B1 _' o) Y: [% z多根飞线直径计算参考如下表格：
4 w' q8 e" H) v* W9 y: `9 T$ W9 E8 ~
4.输出的DC线材的PCB孔径需考虑到最大线材直径。 ; L& u$ m+ L0 J0 W, y6 @2 N/ h
理由：避免组装困难
! L) ^8 A- _% P. K% T* v) j/ r因为你的PCB可能会用在不同电流段上，比如5V/8A，和20V/2A，两者使用的线材是不一样的 6 Z1 c& X2 K" P- \. w7 s9 R
参考如下表格： , P2 l- @: ~5 |4 M$ v- S w
" G/ A! r$ P% ]' h1 G9 A. f
5.电路调试，OCP限流电阻多个并联的阻值要设计成一样。 0 k' L4 a" s* _: K5 D* B
理由：阻值越大的那颗电阻承受的功率越大 * C# w- T% r# B- h A! ~4 a
6.电路设计，散热片引脚的孔做成长方形椭圆形(经验值：2*1mm)。
+ i( p$ p/ O; i2 \理由：避免组装困难
; h P* j D. j% \' ?# a8 @/ b9 Q; X椭圆形的孔方便散热器有个移动的空间，这对组装和过炉是非常有利的。
3 F: P; D, h- x$ |% Y, [! w7.电路调试，异常测试时，输出电压或OVP设计要小于60Vac(Vpk)/42.4Vdc(Vrms)。
: p+ X1 S1 ~. d5 z理由：安规要求 0 l* a) P$ H4 ^! C- X& G, C0 t0 h
这个新手比较容易忽略，所以申请认证的产品一定要做OVP测试，抓输出瞬间波形。 3 M2 f1 l9 B+ Q; Y
8.电路设计，电解电容的防爆孔距离大于2mm，卧式弯脚留1.5mm。 7 @8 v0 O- [& F5 G5 j( q6 g
理由：品质提升
0 ?( g7 ]4 `& M6 @' Q' ]一般正规公司都有这个要求，防爆孔的问题日本比较重视，特殊情况除外。 8 c8 I8 W/ {( S" a/ X$ e4 c
9.电路调试，输出有LC滤波的电路需要老化确认纹波，如果纹波异常请调整环路。
$ l6 W O+ ]* N: g$ k4 L* X S理由：验证产品稳定性
! ?- P% w- V5 K) U这个很重要，我之前经常碰到这个问题，产线老化后测试纹波会变高，现象是环路震荡。 . r* S' r& T0 z( ^7 Q( F8 W
10.电路调试，二极管并联时,应该测试一颗二极管故障开路时, 产生的异常(包括TO-220 里的两颗二极管)。
7 S* K# u3 S# V6 g理由：品质提升 ; {2 @# m" {5 |+ [: i: J
小公司一般都不会做这个动作的，一款优秀的产品是要经得起任何考验的。 , [1 G& F) t; f: K5 y( @
11.电路设计，如果PCB空间充裕，请设计成通杀所有安规标准。
' q8 |1 ?. V& _ k5 k0 h: t2 P. y理由：减少PCB修改次数。 + x% @. ^9 B( |- Z- U3 X
如果你某一产品是符合UL60335标准，哪天客户希望满足UL1310，这时你又得改PCB Layout拿去安规报备了，如果你画的板符合各类标准，后面的工作会轻松很多。
! t; B) L0 Y, L12.电路设计，关于 ESD请设计成接触±8KV/空气±15KV标准。
理由：减少后续整改次数。 . b5 ?9 L- b5 |8 L# ]8 a. P
像飞利浦这样的客户都要求ESD非常严的，听说富士康的还需要达到±20KV，哪天有这种客户要求，你又得忙一段时间了。 7 e" X4 o+ x4 ?4 u d6 D# Z
13.电路设计，设计变压器时，VCC电压在轻载电压要大于IC的欠压关断电压值。
) R+ d, q* O# m' ]判断空载VCC电压需大于芯片关断电压的5V左右，同时确认满载时不能大于芯片过压保护值 : y7 c' _. F- [1 l# e6 n) o3 I* j2 f6 Z
14.电路设计，设计共用变压器需考虑到使用最大输出电压时的VCC电压，低温时VCC有稍微NOSIE会碰触OVP动作。 / Y- U7 B6 Z5 ]
如果你的产品9V-15V是共用一个变压器，请确认VCC电压，和功率管耐压 T. F3 B8 F0 U* P
15.电路调试，Rcs与Ccs值不能过大，否则会造成VDS超过最大耐压炸机。
" [: F5 T/ N" E( DLEB前沿消隐时间设短了，比尖峰脉冲的时间还短，那就没有效果了还是会误判；如果设长了，真正的过流来了起不到保护的作用。
0 q, U# s" }( RRcs与Ccs的RC值不可超过1NS的Delay，否则输出短路时，Vds会比满载时还高，超过MOSFET最大耐压就可能造成炸机。 2 g6 j5 i4 |) u, O
经验值1nS的Delay约等于1K对100PF，也等于100R对102PF
* W" T% a" V6 o i6 V( S, ?) c16.画小板时，在小板引脚的90度拐角处增加一个圆形钻孔。 . p$ @/ a% q" X+ @' g+ Y J0 Z
理由：方便组装 4 L" J/ H* W u( h1 W
如图： 3 r3 F& y A+ i: Q! K, S" G
1 q K* s6 B0 m6 @* m1 @& g
实物如图： ( l% n0 C& Q7 d; x+ n7 E0 W
& M$ }1 K, m4 l& p4 H- b& S实际组装如图： 9 l9 h/ d, ^3 P( [! ^0 W
/ t4 s: V2 d( T/ T$ R* V! K! F这样做可以使小板与PCB大板之间紧密贴合，不会有浮高现象
8 ~" _- v6 F* R17.电路设计，肖特基的散热片可以接到输出正极线路，这样铁封的肖特基就不用绝缘垫和绝缘粒
, ]2 a4 B. q4 c+ w4 g& R c18.电路调试，15W以上功率的RCD吸收不要用1N4007，因为1N4007速度慢300uS，压降也大1.3V，老化过程中温度很高，容易失效造成炸机 ' N7 h$ B. e9 |
19.电路调试，输出滤波电容的耐压致少需符合1.2倍余量，避勉量产有损坏现象。
( V) b. f: x4 r# {, y! |# Z' a之前是犯了这个很低级的错误，14.5V输出用16V耐压电容，量产有1%的电容失效不良。
) A! ` S3 f2 J9 J5 w( h20.电路设计，大电容或其它电容做成卧式时，底部如有跳线需放在负极电位，这样跳线可以不用穿套管。
/ Z7 M7 S( P% L! o- l( P这个可以节省成本。 ' c% u! H! ]8 b2 k' v/ Y, e3 V
21.整流桥堆、二极管或肖特基，晶元大小元件承认书或在BOM表要有描述，如67mil。
9 K6 r) v0 T8 t# O* ~理由：管控供应商送货一至性，避免供应商偷工减料，影响产品效率
" J1 ~$ g$ \* g! }' k9 s. c' ~另人烦脑的就是供应商做手脚，导致一整批试产的产品过不了六级能效，原因就是肖特基内部晶元用小导致。
) U$ X' M. x: v3 _" |" |: d+ ]22.电路设计，Snubber 电容，因为有异音问题，优先使用Mylar电容 。
( U1 E* `- a8 T7 ~8 y处理异音的方法之一 / b$ [3 b$ W( }5 a: E2 N. z- y
23.浸漆的TDK RF电感与未浸漆的鼓状差模电感，浸漆磁芯产生的噪音要小12dB
; }7 q4 a% D0 d% w处理异音的方法之二 - a" h/ p$ r+ r9 E# u' b
24.变压器生产时真空浸漆，可以使其工作在较低的磁通密度，使用环氧树脂黑胶填充三个中柱上的缝隙 9 F& d0 ]8 D/ o2 Q5 o( L
处理异音的方法之三 ( m" H3 ]/ V' K0 h$ o
25.电路设计，启动电阻如果使用在整流前时,要加串一颗几百K的电阻。
) |. o/ C4 V5 c- R. g理由：电阻短路时,不会造成IC和MOSFET损坏。 9 u6 W0 F$ g. U; Z0 a
26.电路设计，高压大电容并一颗103P瓷片电容位置。 0 z. s" ^8 _$ }4 ?9 s
理由：对幅射30-60MHz都有一定的作用。 - w+ ]% j" Z3 [$ M2 V' S
空间允许的话PCB Layout留一个位置吧，方便EMI整改 ! z( `! v& K/ C5 R f- `& d
27.在进行EMS项目测试时，需测试出产品的最大程序，直到产品损坏为止。
6 I$ K, @) Z0 U& _例如ESD 雷击等，一定要打到产品损坏为止，并做好相关记录，看产品余量有多少，做到心中有数
n, H) s. G3 h28.电路设计，异常测试时，短路开路某个元件如果还有输出电压则要进行LPS测试，过流点不能超过8A。 / h+ k2 N; M& E2 D
超过8A是不能申请LPS的
" [( M& g5 C2 f6 c0 B9 u29.安规开壳样机，所有可选插件元件要装上供拍照用，L、N线和DC线与PCB要点白胶固定。 6 S% L, V6 H; D p: W4 ?
这个是经常犯的一个毛病，经常一股劲的把样品送到第三方机构，后面来来回回改来改去的
4 g( L7 I: |7 i. L2 a30.电路调试，冷机时PSR需1.15倍电流能开机，SSR需1.3倍电流能开机，避免老化后启动不良 + Z2 N. w2 ^8 f6 k, [3 L
PSR现在很多芯片都可以实现“零恢复”OCP电流，比如ME8327N，具有“零恢复”OCP电流功能 8 g8 K, Q) }/ L
31.电路设计，请注意使用的Y电容总容量,不能超过222P, 因为有漏电流的影响 " R( f; Z8 ^1 i
针对不同安规，漏电流要求也不一样，在设计时需特别留意
9 D% ]" g) ?. b6 r Y0 p( X32.反激拓补结构，变压器B值需小于3500高斯，如果变压器饱和一切动作将会失控，如下，上图为正常，下图为饱和。 7 _, L8 M8 a$ G" s2 M+ x
4 V8 q8 z' @& j! L7 Z! V3 j' `变压器的磁饱和一定要确认，重重之重，这是首条安全性能保障，包括过流点的磁饱和、开机瞬间的磁饱和、输出短路的磁饱和、高温下的磁饱和、高低压的磁饱和。 5 `& Y" U, S' X7 H: I
33.结构设计，散热片使用螺丝固定参考以下表格设计，实际应用中应增加0.5-1mm余量，参考如下表格：
& c, x: }2 U7 B' f( @" X2 yBOM表上写的螺丝规格一定要对，不然量产时会让你难受。 - D0 J5 K- o/ n0 _3 w9 V
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发表于 2019-8-30 11:00
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