电源设计

LED大家都知道,那么你知道LED驱动电源设计的一些知识吗?针对于设计LED电源的工程师来说,电磁干扰问题应该是一直存在于设计中的一个关键问题,熟悉电源电路设计的朋友们都知道,在LED电源的设计过程中,电磁干扰EMI是个不小的难题,那么如何能解决这个问题?

文章从硬件着手,介绍了三大抗干扰措施。

首先我们来看一下能够影响到EMI/EMC的几个因素:驱动电源的电路结构;开关频率、接地、PCB设计、智能LED电源的复位电路设计。

由于最初的LED电源就是线性电源,但是线性电源在工作时会以发热的形式损耗大量能量。线性电源的工作方式,使他从高压变低压必须有将压装置,一般的都是变压器, 再经过整流输出直流电压。虽然笨重,发热量大,优点是,对外干扰小,电磁干扰小,也容易解决。而现在使用比较多的LED开关电源,都是以 PWM形式的LED驱动电源是让功率晶体管工作在导通和关断状态。在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小,因此功率半导体器件上所产生的损耗 也很小。缺点比较明显的是,电磁干扰(EMI)也更严重。

LED电源的电磁兼容出现问题一般是开关电路的电源中。而开关电路是开关电源的主 要干扰源之一。开关电路是LED驱动电源的核心,开关电路主要由开关管和高频变压器组成。它产生的du/dt具有较大幅度的脉冲,频带较宽且谐波丰富。

这种高频脉冲干扰产生的主要原因是:开关管负载为高频变压器初级线圈,是感性负载。导通瞬间,初级线圈产生很大的涌流,并在初级线圈的两端出现较高的浪涌尖峰电压;断开瞬间,由于初级线圈的漏磁通,致使部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈,电路中形成带有尖峰的衰减振荡,叠加在关断电压上,形成关断电压尖 峰。高频脉冲产生更多的发射,周期性信号产生更多的发射。在LED电源系统中,开关电路产生电流尖峰信号,而当负载电流变化时也会产生电流尖峰信号。这就是电磁干扰根源之一。

基本上在所有电磁干扰问题的题目中,主要是因为不适当的接地引起的。有三种信号接地方法:单点、多点和混合。在开关电路频率低于1MHz时,可采用单点接地方法,但不适宜高频;在高频应用中,最好采用多点接地。

混合接地是低频用单点接地,而高频用多点接地的方法。地线布局是关键,高频数字电路和低电平模拟电路的接地电路尽不能混合。可以说适当的印刷电路板(PCB)布线对防止EMI是至关重要的。

在LED电源中,有不少智能LED电源采用单片机控制,并且有的LED电源采用单片机控制开关电路的占空比,单片机的看门狗系统对整个LED电源的运行起着特别重要的作用,由于所 有的干扰源不可能全部被隔离或往除,一旦进进CPU干扰程序的正常运行,那么复位系统结合软件处理措施就成了一道有效的纠错防御的屏障了。

常用的复位系统有以下两种:

①外部复位系统。外部“看门狗”电路可以自己设计也可以用专门的“看门狗”芯片来搭建。这样,假如程序系统陷进一个死循环,而该循环中恰巧有着“喂狗”信号的话,那么该复位电路就无法实现它的应有的功能了。

②现在越来越多的LED电源都带有自己的片上复位系统,这样用户就可以很方便的使用其内 部的复位定时器了,但是,有些智能LED电源的控制电路复位指令太过于简单,这样也会存在象上述死循环那样的“喂狗”指令,使其失往监控作用。

要解决LED驱动电源的电磁干扰问题,从硬件上可从以下几个方面入手:

1.减少开关电源本身的干扰:软开关技术,在原有的硬开关电路中增加电感和电容元件,利用电感和电容的谐振,降低开关过程中的du/dt和di/dt,使开关器件开通时电压的下降先于电 流的上升,或关断时电流的下降先于电压的上升,来消除电压和电流的重叠。开关频率调制技术,通过调制开关频率fc,把集中在fc及其谐波2fc、3fc… 上的能量分散到它们周围的频带上,以降低各个频点上的EMI幅值。元器件的选择,选择不易产生噪声、不易传导和辐射噪声的元器件。通常特别值得注意的是, 二极管和变压器等绕组类元器件的选用。反向恢复电流小、恢复时间短的快速恢复二极管是开关电源高频整流部分的理想器件。

合理使用电磁干扰滤波器,EMI滤波器的主要目的之一,电网噪声是电磁干扰的一种,它属于射频干扰(RFI),其传导噪声的频谱大致为10KHz~30MHz,最高可达150MHz.在一 般情况下,差模干扰幅度小,频率低,所造成的干扰较小;共模干扰幅度大,频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大。欲削弱传导干扰,最有效的方 法就是在开关电源输入和输出电路中加装电磁干扰滤波器。LED电源一般采用简易式单级EMI滤波器,主要包括共模扼流圈和滤波电容。EMI滤波器能有效抑 制开关电源适配器的电磁干扰。

2.通过切断干扰信号的传播途径来减少电磁干扰问题:第一种情况是电源线干扰可以使用电源线滤 波器滤除。一个合理有效的开关电源EMI滤波器应该对电源线上差模和共模干扰都有较强的抑制作用。改善PCB板的电磁兼容性设计PCB是LED电源系统中 电路元件和器件的支撑件,它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电子技术的飞速发展,PCB的密度越来越高。

PCB设计的好坏对LED电源系统的电磁 兼容性影响很大。实践证实,即使电路原理图设计正确,印刷电路板设计不当,也会对LED电源系统的可靠性产生不利影响。PCB抗干扰设计主要包括PCB布 局、布线及接地,其目的是减小PCB的电磁辐射和PCB上电路之间的串扰。还有,一般变压器电磁干扰引发的交流声频率一般为50HZ左右,而地线布线不当 导致的交流声,由于整流电路的倍频作用频率约为100HZ,仔细区分还是可以察觉的。因此,在设计印刷电路板的时候,应留意采用正确的方法,遵守PCB设 计的一般原则,并应符合抗干扰的设计要求。

3.主动大幅增强受干扰体的抗干扰能力:在LED电源系统中输进/输出也是干扰源 的传导线,和接收射频干扰信号的拾检源,我们设计时一般要采取有效的措施:采用必要的共模/差模抑制电路,同时也要采取一定的滤波和防电磁屏蔽措施以减小 干扰的进进。在条件许可的情况下尽可能采取各种隔离措施(如光电隔离或者磁电隔离),从而阻断干扰的传播。防雷击措施,室外使用的LED电源系统或从室外 排挤引进室内的电源线、信号线,要考虑系统的防雷击题目。常用的防雷击器件有:气体放电管、TVS(Transient Voltage Suppression)等。气体放电管是当电源的电压大于某一数值时,通常为数十V或数百V,气体击穿放电,将电源线上强冲击脉冲导进大地。TVS可以 看成两个并联且方向相反的齐纳二极管,当两端电压高于某一值时导通。其特点是可以瞬态通过数百乃上千A的电流。

通过本文我们可以总结出针对于LED电源EMC/EMI的主要几个控制技术是:电路措施、EMI滤波、元器件选择、屏蔽和印制电路板抗干扰设计等。如果能正确合理的对这些问题进行解决,顺利通过3C认证,不是问题!以上就是LED驱动电源设计的一些解析,希望能给大家帮助。

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41. 一个冷知识,如何测量PCB的铜箔厚度?

方法:在PCB板上找一条光滑且长的线条,测量其长度L,再测宽度W,再用DC源加1A电流在其两端测得压降U

依据电阻率公式得出以下公式:


例:取一段PCB铜箔,长度L为40mm,宽度为10mm,其通过1A电流两端压降为0.005V,求该段铜箔厚度为多少um?


42. 一款36W适配器的EMI整改案例,输出12V/3A,多图对比,整改花费时间3周。

变压器绕法一:Np1→VCC→Ns1→Ns2→铜屏蔽0.9Ts→Np2

PCB关键布局:Y电容地→大电容地,变压器地→Vcc电容→大电容地

注:变压器所有出线没有交叉

图一(115Vac)

图一所示可以看到,130-200M处情况并不乐观;

130-200M主要原因在于PCB布局问题和二次侧的肖特基回路,改其它地方作用不大,肖特基套磁珠可以完全压下来,图忘记保存了。

为了节约成本,公司并不让我这样做,因为套磁珠影响了成本,当即NG掉此PCB布局,采用图一a方式PCB关键布局走线。

变压器绕法不变:Np1→VCC→Ns1→Ns2→铜屏蔽0.9Ts→Np2

PCB关键布局:Y电容地→变压器地→大电容地

注:变压器内部的初级出线及次级出线有交叉

图一a (115Vac)

图一a可以看出,改变PCB布局后130M-200M已经完全被衰减,但是30-130M没有图一效果好,可能变压器出线无交叉好一些。仔细观察,此IC具有抖频功能,传导部分频段削掉了一些尖峰;

图一b(230Vac)

图一b可以看到,输入电压在230Vac测试时,65M和83M位置有点顶线(红色线)

图一b-1(230Vac)

原边吸收电容由471P加大到102P,65M位置压下来一点,后面还是有点高,如图一b-1所示;

图一b-2(230Vac)

变压器屏蔽改成线屏蔽(0.2*1*30Ts),后面完全衰减,如图一b-2;

图一b-3(115Vac)

115Vac输入测试,后面150M又超了,发克!高压好了低压又不行,恼火啊!看来这招不行;

图一b-4(115Vac)

变压器屏蔽还是换成铜箔屏蔽(圈数由0.9Ts改成1.3Ts),效果不错,如图一b-4所示。

图一b-5(230Vac)

115Vac输入测试,测试通过。

结论:

一:变压器出线需做到不交叉;

二:Y电容回路走线越短越好先经过变压器地再回到大电容地,不与其它信号线交叉;

43. 一款48W(36V/1.33A)整改EMI案例,仅仅是调整了肖特基吸收就把30-40M压下来。

115Vac低压30M红色顶线


230Vac高压30M红色也顶线

调整肖特基吸收后:

115Vac低压,走势图非常漂亮


230Vac高压,走势图非常漂亮

44. 安规距离一览表。




45. 刚入门使用CAD、PADS上容易遇到的问题。

a..PADS画好的PCB导出为DXF文件,CAD打开后是由双线组成的空心线段,如图:


刚开始不会时,是用L命令一根一根的描,狂汗 。。

使用多次后,解决方法是使用X命令就可以变成单根线

b..CAD图档线框转PADS做PCB外框图方法:

step1.在CAD里面刪掉沒有的线,只剩下板框,其它线也可以不删。

step2.在键盘上敲PE,回车,鼠标点中其中一边,再敲Y,回车,再敲J,回车,拖动鼠标把整个板框选中,回车,按Esc键退出此模式。

step3.比例调整,SC 按空格,选取整个板框,按空格,任意地方单击鼠标一下, 比例: 39.37 ,按空格。

46. 在画PCB定义变压器脚位时,要考虑到变压器的进线和出线是否会交叉,因为各绕组之间的绕线在边界处存在有45-90度的交叉,需在交叉出线处加一个套管到pin脚。


47. PCB的热点区域一定要远离输入、输出端子,防止噪声源串到线上导致EMI变差,在不得已而为之时,可增加地线或其它屏蔽方式进行隔离,如下图增加了一条地线进行有效隔离。


需注意这条地线的安全距离。

48. 驱动电阻尽量靠近MOS、电流采样的电阻尽量靠近芯片,避免产生其它看不到的后果。

PCB布局铁律

49. 分享一个辐射整改案例,一个长条形散热片有2个脚,2只脚都接地,辐射硬是整不过,后来把其中一只脚悬空,辐射频段变好。后面分析原因是2只脚接地会产生磁场回路。

这个整改花了很多钱

50. 配有风扇的电源,PCB布局要考虑风路。

一定要让风跑出去

51. 棒型电感两条腿之间,切记,切记,切记,禁止走弱信号走线,否则发生的意外你都找不到原因。

切记,以前在这上面吃了大亏

52. 变压器磁芯形状选用小结

a..EE,EI,EF,EEL类,常用来制作中小功率的变压器,成本低,工艺简单

b..EFD,EPC类,常用来制作对高度有限制的产品,适合做中小功率类

c..EER,ERL,ETD类,常用来制作大中型功率的变压器,特别适合用来制作多路输出的大功率主变压器,且变压器漏感较小,比较容易符合安规

d..PQ,EQ,LP类,该磁芯的中间柱较一般的磁芯要大,产品漏感较小,适合做小体积大功率的变压器,输出组数不能过多

e..RM,POT类,常用来制作通讯类或中小功率高频变压器,本身的磁屏蔽很好,容易满足EMC特性

f..EDR类,一般常用于LED驱动,产品厚度要求薄,变压器制做工艺复杂

53. 某些元器件或导线之间可能有较高电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。

如反激一次侧的高压MOS的D、S之间距离,依据公式500V对应0.85mm,DS电压在700V以下是0.9mm,考虑到污染和潮湿,一般取1.2mm

54.如果TO220封装的MOS的D脚串了磁珠,需要考虑T脚增加安全距离。

之前碰到过炸机现象,增加安全距离后解决了,因为磁珠容易沾上残留物

55. 发一个验证VCC的土方法,把产品放低温环境(冰箱)几分钟,测试VCC波形电压有没有触发到芯片欠压保护点。

小公司设备没那么全,有兴趣的可以做个对比,看看VCC差异有多大

关于VCC圈数的设计需要考虑很多因素

56. 在变压器底部PCB加通风孔,有利于散热,小板也一样,要考虑风路。

在安规认证,变压器温度超了2度左右时,可以用这个方法

57. 跳线旁边有高压元件时,应要保持安全距离,特别是容易活动或歪斜的元件。

保证产品量产时的稳定性

58. 输出大电解底部不得已要走跳线时,跳线应是低压或是地线,为防止过波峰焊烫伤电容,一般加套管。

设计的时候尽量避免电容底部走跳线,因为增加成本和隐患

59. 高频开关管平贴PCB时,PCB另一面不要放芯片等敏感器件。

理由:开关管工作时容易干扰到背部的芯片,造成系统不稳定,其它高频器件同理

60. 输出的DC线在PCB设计时,要设计成长短一至,焊盘孔间隔要小。

理由:SR的尾部留长是一样长的,当两个焊盘孔间隔太远时,会造成不方便生产焊接

61. MOS管、变压器远离AC端,改善EMI传导。

理由:高频信号会通过AC端耦合出去,从而噪声源被EMI设备检测到引起EMI问题

62. 驱动电阻应靠近MOS管。

理由:增加抗干扰能力,提升系统稳定性

63. 一个恒压恒流带转灯的PCB设计走线方法和一个失败案例。

PCB设计走线方法请看图:


(a) 地线的Layout原则

如(1)(2)(3)绿线所示,R11的地和R14的地连接到芯片的地,再连接到EC4电解电容的地。注意不可连到变压器的地,因为变压器次级A->D3->EC4->次级B形成功率环,如果ME4312芯片的地接到次级B线到EC4电容之间,受到较强的di/dt干扰会导致系统的不稳定等因素。

失败案例:


造成的问题:转灯时红灯绿灯一起亮,并且红灯绿交替闪烁。

整改措施:

通过断开PCB铜箔使用一根导线连到输出电容地,隔开ME4312B芯片地,如下图:


通过以上处理,灯闪问题已经解决,测试结果如下:

CV15V 1.043A

CV14V 1.043A

CV13V 1.043A

CV12V 1.043A

CV11V 1.043A

CV10V 1.043A

CV9V 1.043A

CV8.5V 1.043A

CV8V VCC欠压保护

0-94mA转绿灯 96mA以上转红灯

转灯比例 94/1043=9%,转灯比例可以控制在3-12%

64.一个最近贴片电容涨价的应对小技巧,贴片电容都预留一个插件位置,或104都改为224P,这样相对便宜很多。

来源:电源研发精英圈

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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。

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

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。

22. 电路设计,Snubber 电容,因为有异音问题,优先使用Mylar电容 。

处理异音的方法之一

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

处理异音的方法之二

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

处理异音的方法之三

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。

理由:电阻短路时,不会造成IC和MOSFET损坏。

26. 电路设计,高压大电容并一颗103P瓷片电容位置。

理由:对幅射30-60MHz都有一定的作用。

空间允许的话PCB Layout留一个位置吧,方便EMI整改

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。

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

28. 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。

超过8A是不能申请LPS的

29. 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。

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

30. 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

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

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

针对不同安规,漏电流要求也不一样,在设计时需特别留意

32. 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。



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。

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:


BOM表上写的螺丝规格一定要对,不然量产时会让你难受

34. 结构设计,AC PIN焊线材的需使用勾焊,如果不是则要点白胶固定。

理由:安规要求

经常被第三方机构退回样品,整改

35. 传导整改,分段处理经验,如下图,这只是处理的一种方法,有些情况并不是能直接套用


36. 辐射整改,分段处理经验,如下图,适合一些新手工程师,提供一个参考的方向,有些情况并不是能直接套用,最主要的还是要搞清楚EMI产生的机理。


37. 关于PCB碰到的问题,如图,为什么99SE画板覆铜填充的时候填不满这个位置?像是有死铜一样



D1这个元件有个文字描述的属性放在了顶层铜箔,如图



把它放到顶层丝印后,完美解决。



38. 变压器铜箔屏蔽主要针对传导,线屏蔽主要针对辐射,当传导非常好的时候,有可能你的辐射会差,这个时候把变压器的铜箔屏蔽改成线屏蔽,尽量压低30M下降的位置,这样整改辐射会快很多。

EMI整改技巧之一

39. 测试辐射的时候,多带点不同品牌的MOS、肖特基。有的时候只差2、3dB的时候换一个不同品牌会有惊喜。

EMI整改技巧之二

40. VCC上的整流二极管,这个对辐射影响也是很大的。

一个惨痛案例,一款过了EMI的产品,余量都有4dB以上,量产很多次了,其中有一次量产抽检EMI发现辐射超1dB左右,不良率有50%,经过层层排查、一个个元件对换。最终发现是VCC上的整流二极管引发的问题,更换之前的管子(留低样品),余量有4dB。对不良管子分析,发现管子内部供应商做了镜像处理。

未完待续......

转自:电源研发精英圈

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本文将为你解析10个电源设计最常用的公式。非常实用,推荐收藏哦~

1. MOSFET开关管工作的最大占空比Dmax:


式中:Vor为副边折射到原边的反射电压,当输入为AC 220V时反射电压为135V;VminDC为整流后的最低直流电压; VDS为MOSFET功率管导通时D与S极间电压,一般取10V。

2. 变压器原边绕组电流峰值IPK为:


式中:η为变压器的转换效率;Po为输出额定功率,单位为W。

3. 变压器原边电感量LP为:


式中:Ts为开关管的周期(s);LP单位为H。

4.变压器的气隙lg为:


式中:Ae为磁芯的有效截面积(cm2);△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T);Lp单位取H,IPK单位取A,lg单位为mm。

5. 变压器磁芯:

反激式变换器功率通常较小,一般选用铁氧体磁芯作为变压器磁芯,其功率容量AP为


式中:AQ为磁芯窗口面积,单位为cm2;Ae为磁芯的有效截面积,单位为cm2;Po是变压器的标称输出功率,单位为W;fs为开关管的 开关频率;Bm为磁芯最大磁感应强度,单位为T;δ为线圈导线的电流密度,通常取200~300A/cm2,η是变压器的转换效率;Km为窗口填充系数, 一般为0.2~0.4;KC为磁芯的填充系数,对于铁氧体为1.0。

根据求得的AP值选择余量稍大的磁芯,一般尽量选择窗口长宽之比较大的磁芯,这样磁芯的窗口有效使用系数较高,同时可以减少漏感。

6. 变压器原边匝数NP:


式中:△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T),Ae单位为cm2,Ts单位为s。

7. 变压器副边匝数NS:


式中:VD为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。

8. 功率开关管的选择:

开关管的最小电压应力UDS


一般选择DS间击穿电压应比式(9)计算值稍大的MOSFET功率管。

9. 绕组铜耗PCU:


原、副边绕组电阻值可通过求绕组电阻值R的公式求出,当求原边绕组铜耗时,电流用原边峰值电流IPK来计算;求副边绕组铜耗时,电流用输出电流Io来计算。

10. 磁芯损耗:

磁芯损耗取决于工作频率、工作磁感应强度、电路工作状态和所选用的磁芯材料的性能。对于双极性开关变压器,磁芯损耗PC:


式中:Pb为在工作频率、工作磁感应强度下单位质量的磁芯损耗(W/kg); Gc为磁芯质量(Kg)。

对于单极性开关变压器,由于磁芯工作于磁滞回线的半区,所以磁芯损耗约为双极性开关变压器的一半。变压器总损耗为总铜耗与磁芯损耗之和。

来源:电源网订阅号

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开关电源设计中,我们常常使用到一个电阻串联一个电容构成的RC电路, RC电路性能会直接影响到产品性能和稳定性。本文将为大家介绍一种既能降低开关管损耗,且可降低变压器的漏感和尖峰电压的RC电路。

高频开关电源在开关管关断时,电压和电流的重叠引起的损耗是开关电源损耗的主要部分,同时,由于电路中存在寄生电感和寄生电容,在功率开关管关断时,电路中也会出现过电压并且产生振荡。如果尖峰电压过高,就会损坏开关管。同时,振荡的存在也会使输出纹波增大。为了降低关断损耗和尖峰电压,需要在开关管两端并联RC缓冲电路以改善电路的性能。

图1

图1所示的是一个简单的反激式开关电源电路,从图中可以看出RC电路在图中的出现过6次从RaCa—RfCf,每个RC电路的位置不同,作用也不一样。本文介绍的是图1中RbCb,RcCc构成的RC吸收电路。

这两个RC电路在图中主要作用是:

  •   减少导通或关断损耗;

  •   降低电压或电流尖峰;

  •   可以间接的改善EMI特性。

在设计RC吸收电路时,我们必须了解整个电源网络的几个重要参数,比如输入电压、输入电流、尖峰电压、尖峰电流等。在图1所示当Q1关断时,源极电压开始上升到2Vdc,而电容Cb限制了源极(D)电压的上升速度,同时减小了上升电压和下降电流的重叠,从而减低了开关管Q1的损耗。而在下次开关关断之前,Cb必须将已经充满的电压放完,放电路径为Cb、Rb、Q1。

图2 开关管源极(D)的Vds电压波形

图2-A表示的是开关管Q1没有加RC吸收电路的Vds电压波形,图中明显的看出,当开关管Q1断开时,Vds电压迅速上升至最高点,而后伴随这震荡下跌,震荡频率为20MHZ。

图2-B表示的是开关管上加了RC吸收电路的Vds电压波形,相对与图2-A,在加了RC吸收电路后,开关管断开瞬间,Vds电压上升比较平缓,且在上升到最高电压跌落时不会产生高频震荡,EMI特性也会偏好。

在感性负载中,开关器件关断的瞬间,如果此时感性负载的磁通不为零,根据愣次定律便会产生一个自感电动势,对外界辞放磁场储能,为简单起见,一般都采用RC吸收回路,将这部份能量以热能的方式消耗掉。

设计RC吸收回路参数,需要先确定磁场储能的大小,在反激变压器中,磁场储能由两部份辞放,其中大部份是通过互感向二次侧提供能量,只有漏感部份要通过RC回路处理,需要测量励磁电感,互感及漏感值,再求得RC回路的初始电流值。

  •   R的取值,以开关所能承受的瞬时反压,比初始电流值;此值过小则动态功耗过大,引值过大则达不到保护开关的作用;

  •   C的取值,则需要满足在钳位电平下能够储存磁能的一半,且满足一定的dV/dt,C关断缓冲,R开通限流,电阻的阻值基本可以按照:
R=(sqrt(Llk/Cj))/n 这个公式计算,功率根据实际情况选择,C一般都在102——103之间选择,选C时在考虑吸收效果的同时还需考虑EMI的相位和后面输出电容的纹波电流应力,则有:

C=(Ip*Tf)/(2*2*Vdc)

Ip:峰值电流

Tf:集电极电流从初始值下降到零的时间

Vdc:输入的直流电压

R=Ton(min)/(3C)

Ton(min):开关管最小的导通时间

总结

根据以上给出的公式,可以很方便地选择出合适的RC吸收电路。但在设计时,应该根据整个电源设计的性能指标,通过实际调试才能得到真正合适的参数。有时候,为了达到系统的性能指标,牺牲一定的效率也是必要的。总之,在设计RC吸收电路参数时,必须综合考虑性能和效率,最终选择合适的RC参数。

来源:ZLG致远电子

围观 677

做了这么些年的开关电源设计,一个很让我心里忐忑的事就是新做的样机进行初次上电,担心炸机。相信很多工程师跟我一样深有体会,把自己的新样机在上电之前检查再检查,生怕哪个地方有焊错焊反搭焊或者说有地方短路,甚至把工作台上都扫得干干净净以防万一。

根据工程师的经验不同,细心程度不同,样机首次通电有一定的炸机概率,并且提心吊胆的。当然“提心吊胆”一词只能用在一部分工程师上,有部分工程师天生不怕炸也不怕做耐压实验时发出的那个“滋滋”的声音,一副脸不变色心不跳的样子(不知道是不是装的)。

炸机很痛苦,尤其这样一个全新样机本就没有调试好参数的电源,本来电源就有可能存在不正常,炸了岂不是更难修理?

为此很多工程师由于设备配置有限,用各种办法经验来避免炸机,比如输入电压慢慢调高边调边看电流的状态,看功率计上的功率变化,一旦形势不对马上断电,这样确实可以避免一些异常情况,但有时手速不够快就炸了。

下面给大家分享一个亲测有效,且成本很低的方法来防止样机首次上电炸机的问题,手头有 ac source 等设备的工程师请忽略!

如何防止初次上电“炸机”?

方法很简单,就是在开关电源输入线上串联一个白炽灯来做保护,如下图。

如何防止初次上电“炸机”?

注意串联白炽灯初次上电不用带输出负载,直接空载上电。

无大电流的情况

如果白炽灯没有亮灯,或者就刚上电的那一下亮了然后又熄灭(第一下亮是输入浪涌电流引起的),说明开关电源没有大电流输入,此时可测试电源的输出是否为正常电压。

如果输出正常则可以去除白炽灯进行正常的调试了。

如果输出电压不正常,可继续接在白炽灯上直到找到原因解决后再去除白炽灯进行正常调试。

有大电流的情况

如果通电后白炽灯一直亮,或者白炽灯在间断的亮-不亮-亮的循环状态,说明开关电源内部有大电流,此时可关电仔细检查开关电源,重复此法直到开关电源空载正常后方可去除白炽灯进行正常调试。

为何可以防止大部分的炸机?下面小编进行简单的分析一下,如果不对之处欢迎指正。

大致原理如下:

先把上图画一个简单的等效电路,如下:

如何防止初次上电“炸机”?

原理很简单

无大电流的情况

若开关电源没进入危险状态(开关电源输出正常 或者 开关电源输出电压在上下跳动但没有导致输入大电流),则此时流进开关电源的输入电流很微弱,可等效看作Zo很大。

假设此时电源的功耗为2.2W,Zo上的平均电流大约为0.01A,Zo上的阻抗大约为220/0.01,大约是22K。

一个十几瓦或几十瓦的白炽灯的冷态电阻大约在几十欧姆到几百欧姆,在此我假设为Z1=100Ω,根据阻抗的分压比可知,白炽灯上的压降非常小所以白炽灯不亮灯。

有大电流输入的情况

若开关电源没没有进入危险状态(开关电源输入有大电流),电流很大,可等效看作Zo很小。

假设此时电源流入的电流平均为5A,相当于Zo上的平均电流为5A,Zo上的阻抗大约为220/5,大约是44Ω。

一个十几瓦或几十瓦的白炽灯的冷态阻抗大约在几十欧姆到几百欧姆,在此我假设为Z1=100Ω,根据阻抗的分压比可知,白炽灯上的压降是比较大的。

另外白炽灯还有一个特性就是热态阻抗比冷态阻抗要大很多,实验得出大概十多倍的样子,在此我假设热态阻抗是冷态阻抗的10倍。由于上电白炽灯上有较大的压降和较大的电流会以非常快的速度发热,设发热后阻抗由Z1=100Ω变成Z1=1K,在很短的时间内会使Zo上的电压变得非常小从而避免了开关电源炸机。

白炽灯冷态电阻与热态电阻实验测试记录表
如何防止初次上电“炸机”?

此文主要是表达一种比较实用的开关电源初次上电防炸机的方法,有很多表达不严谨的地方还请见谅,不喜勿喷!

转自:电源Fan

围观 291

开关电源在今天的电子产品中几乎是必不可少的部分。其优点就是转换效率高、发热少,针对每一种应用可以有多种选择。开关稳压是通过脉宽调制(PWM)的方式解决热热扩散和效率的问题。在设计开关电源电路的时候需要考虑的因素有很多,价格不应该是唯一的因素。全面地了解到这些因素可以帮助你选择性价比最合适的器件,在这里我们按照重要性列出了设计开关电源的时候关键的7步:

1 输出负载的需求:

开关DC-DC的输出端需要实现的电压和常规电流显然是设计中非常重要的因素。元器件数据手册只是给出了部分的信息,你需要计算系统需要开关电源提供的最大输出功率,以保证你选用的器件能够提供安全的运行并有一定的余量。

同一个型号的器件经常会有不同的封装,每种封装的热性能是不同的,输出的能力也就不一样。不同的封装有不同的热阻,有的封装在处理热扩散方面比较有优势。选择封装的时候需要考虑产品空间的要求,同时也要考虑到可制造性、总体的气流以及电路板的布局。一般有限的空间或封装需要非常紧凑的设计,需要对在不影响产品其它部分的情况下如何散热进行认真的评估,即热量要被正确释放,才不会影响产品的其它部分,因为由于热量导致的温度梯度会带给超低噪声电路、高性能系统、光学电路一系列的性能问题。

比如 - 凌力尔特公司(现ADI)的LT1170,一个型号有几种不同的封装,从最通用的TO-220到DIP-8、8-SOIC、16-SOIC以及D2PAK-5表面贴装版本, SOIC-16提供最差的热性能。因此,选用LT1170时,这个器件能够提供的功率(与任何开关电源元器件一样)将取决于所选的封装、电路的配置、外围的元器件、电路板的布局以及散热的设计等等。

如果你选中了一个开关稳压器件,最好先弄一个该器件的评估板,事先评估一下其在特定应用时的性能。开关频率可能是一个问题,将这个器件同系统中的其它部分一同工作起来,这样就能够测出来是否需要额外的过滤、散热器,或其它器件。

2 输入端的考虑

一些系统的供电电源的电压是确定的,但在其它情况下,电源输入级必须考虑到各种可能,例如不同的电池电压或波动的电源。这在汽车应用中尤其要注意 - 电源元器件可能必须承受冷启动和负载突降。

某些电源(如电池)可能会随着时间的推移而恶化。你的开关电源电路应能够应付这种恶化,以在各种系统条件下提供稳定的输出。因此在设计电源时了解输入范围和工作条件非常重要。

例如,隔离是一个很好的特性,但并不总是必要的。如果它是在前一阶段集成的,那么在同一系统中可能会有一个隔离的AC-DC转换器,因此在该电路中实现了隔离。或者,系统可以是基于电池的,并且不需要隔离。

隔离式开关电源是非常复杂和昂贵的,可以根据必要性进行选用。请注意,没有隔离的交流线电压可能会引发安全和监管问题。即使在直流供电系统的情况下,接地回路也会给设计带来巨大的麻烦,隔离是解决未知问题的好方法。

3 处理好发热和散热的问题

通常,标称的输出功率是在最佳温度条件下、提供给元器件最佳散热器的情况下获得的。但实际情况是,在目标应用中负载所需的功率下,温度可能会高于室温。如果您的产品进行了某些包装,那么空气的流动将受到限制。你需要根据需要制定适当的热策略和可能的散热。

如果要使用外部散热器,最好是跟结构设计团队来一起评估热量的流动。当然也可以用其它的方式帮助散热,例如直接在外壳或其他结构支撑中。一些散热器需要额外的工作,例如热化合物,绝缘体或螺钉支撑,而一些散热器设计的方便自动安装。可能的替代方案是使用该印刷电路板(PCB)来释放热量。

开关电源设计的关键7步
图1 16PSOP封装下方的热垫有助于将热量释放到PCB

接下来,选用器件正确的封装。 飞兆半导体ML6554降压稳压器采用16PSOP封装,可能被误认为是SOIC-16,但它下面有一个导热垫,用于元件释放热量到PCB(图1)。 这就是元器件如何来处理散热的, 如果未放置导热垫,元器件将因热问题而过早的关闭。 另外请注意,基于层上的铜盎司(0.5,1,2等),平面的散热能力会有所不同,较薄的层需要更宽的面积才能达到相同的冷却效果。

还应考虑元器件的工作温度范围。比如电解电容在低温范围内受到限制,并且在极端温度下电容会发生显着变化。

4 确保使用的元器件的质量

元件的质量在开关稳压器性能中起着重要作用。除了元器件的值之外,其他参数必须是正确的。例如,相同电感值的电感器可能具有不同的饱和度。电感饱和是指器件的磁特性受到超过其能力的应力,并且器件不像所需的电感器那样工作。

电容器的电容值也随温度和频率而变化,因此正确的类型和质量才能实现正确的工作。即使来自同一制造商的类似电容器也可能具有不同的特征和价格。 United Chemi-Con公司拥有各种电解电容器,有些是KMG系列的通用型的;其他如MZA系列是低阻抗; MVH系列能够提供更高的纹波电流。其他供应商提供类似的品种,因此,只关注电容值和类型是不够的。

源阻抗非常重要。开关稳压器输入端的一些电感可以阻止开关电源产生的电流尖峰耦合到源极。但在某些情况下,它可能会在输入电压上产生一些振铃和尖峰。每个DC-DC转换器芯片都设计用于特定的元器件组合,具有从最小到最大的可接受值范围,因此必须仔细检查数据手册中的表格以确定任何潜在的限制。最好是通过xls表格进行所有的计算,计算的时候所有元器件的值都有一个从最小值到最大值的范围。

另一方面,选择不合适的元器件会危及产品的认证。开关电源往往有很多噪声,到一定程度可能会引起电磁干扰(EMI)。使用屏蔽的电感和高质量电容器可以最大限度地减少系统中的噪声。电容器的等效串联电阻(ESR)在电路稳定性和性能方面发挥着重要作用。某些配置可能需要特定的ESR,因此您并不总是需要低ESR。

尤其要注意输入和输出电容。

  •   输入电容可降低转换器输入端的纹波电压幅度,从而将RMS纹波电流降至大容量电容可处理的水平。陶瓷电容具有降低纹波电压幅度所需的极低ESR。因此,将它们靠近开关转换器输入是很重要的。当转换器切换时,它必须从输入源汲取电流脉冲。额外的电解电容或钽电容有助于为负载提供足够的能量。

  •   输出电容能够滤波并最大限度地降低输出端的纹波。它是电容器ESR的功能,同时也会影响稳压器环路的稳定性。优质电容器具有指定的ESR,通用的电解电容器仅指定120Hz时的ESR,但高频电容器在20 kHz至100 kHz的较高频率范围内其ESR都能够得到保证。 如果工作温度降低,ESR将会增加,输出纹波电压将相应增加。在-40°C时,典型铝电解电容的ESR可能会增加40倍,因此要在低温应用中充分评估电解电容的使用。

  •   还应考虑输出电容可以处理的纹波电流。由于功率损耗,该电流会增加电容器内部的温度,因此忽略验证电容器的纹波电流可能会产生烟火后果。并联的电容器可用于满足ESR以及RMS电流处理的要求。
某些电源可能需要元器件认证。你要确保哪些部件需要测试以及如何测试,以便您的设计同你的目标标准能够做到一致。如果光耦合器用于隔离转换器,其设计应考虑随时间的光衰减,温度限制和共模的可能性。

5 做最坏的打算

开关电源设计的关键7步
图2 通过对开关电路的仿真,可以查看最终电压和负载情况,可以通过检查电压和电流的波形来以验证瞬态的变化和波纹。

运行仿真以验证设计能否在所需时间内处理输出电压下的输出电流是非常有必要的(图2)。重要的是要了解元器件随频率、负载和温度的变化是如何变化的。由于某些开关稳压器的动态特性,它们的最差条件可能不是极端负载,而是介于两者之间。 通过运行你的目标电路来测试你的电源在所有可能的变化情况下的状态非常重要。

开关电源设计的关键7步
图3 通过对最坏情况的仿真能够深入了解哪些元器件可能会对设计产生比较大的影响,并能够发现其它问题。

在做任何实际的电路之前,要对整个工作温度范围内的正常工作状态进行仿真。使用Spice进行仿真可以运行蒙特卡罗分析或最坏情况分析,以确定在不同元器件容限变化下的性能(图3), 它还可用于改变负载条件。 凌力尔特公司的LTSpice是用起来非常棒的免费仿真工具。其它供应商也提供了各种工具来简化仿真、器件选型以及元器件评估。

开关电源设计的关键7步
图4 用于仿真TI的开关电源器件的WEBENCH工具

设计人员还可以使用德州仪器的WEBENCH工具来选择和调整DC-DC元器件和配置(图4)。用户可以输入所有设计要求,如电压输入范围、电压输出、电流输出和温度,软件将选择所有元器件并显示电路的配置。在大多数情况下,它会提供一系列选项,如封装、元器件的数量和成本。

对于每种设计,软件将显示热分析和效率图。用户可以运行多个温度场景,WEBENCH软件当前还无法同时运行。例如,对于Vin_min = 8 V,Vin_max = 48 V,Vout = 5 V和Iout = 7.5 A,LM5116在不同的工作温度下显示不同的数据(见表)。

开关电源设计的关键7步

所以,不要把第一个结果视为理所当然!并且,检查从最低温度到高温的所有电路状况。在确定配置之前,请确保它是最适合目标应用程序和环境的配置。 WEBENCH总是以30°C的温度开始。并且,WEBENCH未涵盖所有TI开关稳压器,因此请查看TI网站上的元器件选择并进行单独验证。

许多其它供应商提供多种开关稳压器 - 超高效率、极低泄漏、更宽输入范围、低噪声、多输出等等,有的型号是组合了线性稳压功能的开关稳压器。然后,审慎地审查所有潜在选项的适用性、成本和性能。

与任何元器件一样,开关功率器件在其温度范围内具有降额因数。要使用较差的条件来估算你的设备所需的功率输出。在一定频率范围内的功率元件的特性参数也能看出EMI的性能。

在最坏的情况下运行您的仿真并验证元器件的容限,以确保它们在温度和容限范围内随着负载在一定范围内变化依然能够获得良好的性能。使用不同元器件进行仿真可能会提供广泛的替代方案,为成本决策提供更好的视角,并为验证元器件大小调整提供机会。

6 合理利用PCB的区域、布局和封装

一些器件可看成是PCB的散热器,这些器件占用的区域在散热方面起到一定的作用。另外,还要考虑铜层的厚度以及是否应该有任何额外的热过孔和分布。如果您正在使用它们,请确保您的制造厂能够在其生产线上处理散热孔。有些库中没有能够支持更大电流的封装,这就可能需要在PCB布局中添加额外的铜定义。

使用短而宽的PCB走线来降低压降并最大限度地降低电感。高频开关使得良好的元件布局势在必行。首先放置开关元件并靠近储能元件。最大限度地减少输入和输出回路,以减少辐射和高频共振问题。该策略将最小化PCB上的电流回路,这是电磁辐射的主要元凶。此外,在进行元器件布局的时候一定要参考该器件的评估板和参考设计。可靠的地平面和铺地将有助于散热并增强功率传递。

7 性能测试

按照器件的设计指南以及元器件的选择公式,可以在一定程度上验证设计。电路仿真可能会在边界条件下的操作方面回答一些其它问题。但是,最重要的还是最终性能的测试。只有在您的目标应用的真实电路板上才能进行最终的电源和EMI验证。

联邦通信委员会要求在美国进行测试。由于所有开关电源都会发出一定程度的EMI,因此它们可能成为失败的罪魁祸首。仔细放置元件、布局、产品集成和包装可能会减少总体排放,但需要在最终产品中进行验证。

一些新的开关稳压器允许改变开关频率,这应该在EMI违规的情况下进行探讨。一些DC-DC稳压器提供抖动,可以在运行中不断改变开关频率。因此,能量在更宽的范围内扩散,并且在每个单独频率处产生的发射能量的幅度更低。

某些情况可能需要在开关元件上增加一个缓冲器,以降低噪声,但需要额外的功率。最后,应进行全温度范围测试和现场操作,以确认开关电源和与产品相关的其余电子设备的合适的性能。

转自:电路设计技能

围观 484

在现代电子产业中,贴片电阻经常是电子产品内部最多的器件,而它们却又经常被我们所忽视,导致各种不可预测的产品故障出现。电源设计中,电阻的选型以及布局也至关重要,本文将为你介绍电源设计中的电阻细节。

也许你曾经试过,产品在客户使用一段时间后,电路却无缘无故失效,电路有可能看起来完好无损,也可能烧毁了一大片。在你绞尽脑汁都找不到问题的时候,不妨先将目光放到那些小小的贴片电阻上面。

两个关键参数和降额曲线

先来看看某厂家五种常用封装电阻的参数表。其中表中有两个值:额定工作电压和最大工作电压。

表1
电源设计中被忽视的小电阻

额定工作电压是与功率挂钩的,计算公式是:
V = √R*P

而最大工作电压是在额定功率下,该电阻可以承受的最大电压。但是要注意!看下面这个图。可以看出额定功率是在最高环境温度70℃的条件下标注的(不同厂家,系列可能有微小区别,在设计之初和问题查找的时候应该核实清楚。)

电源设计中被忽视的小电阻
图1 电阻温度降额曲线

注意事项:

1、设计和使用贴片电阻时,当最大功率超过其额定功率,其可靠性会降低。一般按额定功率的70%降额设计使用。当环境温度超过70℃时,必须进一步降额。

2、工作电压一般按最高额定电压的75%降额设计使用。瞬态电压不能超过最大工作电压,否则有击穿的危险。

3、对于电阻值小于1Ω电阻,电阻的关键参数为额定电流和最大工作电流,而不是额定电压与最大工作电压。使用此类电阻时,电阻流过电流大,建议直接使用电流有效值计算电阻的实际工作功耗。

电阻在过功率的情况下,一般会出现两种情况:
1、瞬时过功率:电阻外观基本没有变化,但是电阻已经开路。
2、长时间过功率:电阻温度极高,其阻值发生变化,如果在恶劣的条件下,就会烧毁开路。

电源设计中被忽视的小电阻
图2 瞬间过功率损坏,外观基本没变化,其实已经开路

电源设计中被忽视的小电阻
图3 长时间过功率,电阻高温直接碳化烧毁

PCB布板也有讲究

贴片电阻的另外一种常见的损坏是机械损伤后呈开路状态,后续导致电路异常(器件外观有可能正常)。下面是几个小建议:

1、如果是手折板的话(极少使用,无法机器分板,毛刺大),贴片电阻长度方向平行于PCB板边,零件受的应力小;如果是V-CUT的话,贴片器件长度方向垂直于PCB边,零件破裂可能性较小。

2、元件如果与连接处垂直,到连接处的距离建议要≥4mm,若平行,距离建议要≥1.5mm。

3、在成本允许的情况下,适当加厚PCB板厚度,特别是面积比较大的板子。(下面是两个简单的示意图,实际情况请实际分析。)

电源设计中被忽视的小电阻
图4 手折板简单示意图

电源设计中被忽视的小电阻
图5 V-CUT板简单示意图

合理减少种类

下图是两颗电极氧化了的贴片电阻(电极表面有点黑),别看它们现在好好的,一旦电路进入了恶劣的工作状态(高温高湿),电阻就会因为虚焊而使电路工作在不可预测的状态,继而损坏。

电源设计中被忽视的小电阻
图6 氧化的电阻

除了要保证采购的电阻在保质期内和仓库提供合适的保存环境(具体参照实际产品手册)以外,我们工程师作为使用者,也尽可能减少使用特殊阻值的电阻,以减少这种风险。

尽管贴片电阻以性能稳定著称,但是如果我们能在每次使用之初,都不厌其烦的回忆一些细节,就可以尽可能减少小概率事故的发生,大大提高产品稳定性。

转自: ZLG致远电子

围观 429

光耦在电路中的主要作用就是实现光电转换、实现隔离,避免输入、输出之间发生互相干扰的情况。在不同的开关电源设计过程中,光耦的作用也是有所不同,与TL431结合使用,是开关电源业界减少控制成本最好的方法。

一、光耦的基本参数

图 1中的光耦内部结构由基本的三部分组成:发光二级管、透光绝缘层、光电三极管。通过发光二极管发光,穿透绝缘层到光电转换三极管,实现电流的传输、隔离特性。

电源设计中光耦需要注意哪些参数?要遵循哪些原则?
图 1

从图 1可以看出,光耦的主要参数有:

1、电流传输比CTR:,发光管的电流和光敏三极管的电流比的最小值。

2、绝缘耐压(透光绝缘层):指光耦保护相关电路及自身免受高压导致的物理损坏能力。

3、LED的驱动电流IF:采用高效率的LED和高增益的接收放大器,可以降低驱动电流的IF,同时较小的IF电流可以降低系统的功耗,并且降低LED的衰减,提供系统长期的可靠性。

4、共模抑制比VCM:指在每微秒光耦能容许的最大共模电压上升、下降率。这个参数主要在工业电机应用中至关重要。例如电机的启动或者制动过程中都会带来极大的共模噪声。

二、光耦在开关电源中的应用

光耦的特点:具有信号单向传输性,从而实现输入端与输出端的电气隔离,即:输出信号对输入端无影响,具有抗干扰能力强、工作特性稳定、高可靠性、传输效率高等优点,通常被应用与开关电源控制回路中。

光耦在开关电源中的典型应用原理:从输出端采样,获取误差信号,然后把信号通过转换、隔离传输到输入端IC的PWM控制器,通过调节PWM占空比的大小,实现高精度稳压输出。

电源设计中光耦需要注意哪些参数?要遵循哪些原则?
图 2

光耦与TL431的组合使用,构成最简单的开关电源控制回路(反馈回路),实现稳压输出,如图 2所示,Vs为输出电压Vo分压后的提供给TL431误差放大器反相端的采样型号,该采样信号Vs通过光耦二极管、TL431、电阻R1转换为电流信号IF,然后传输到光耦输出端,形成误差信号Vea,与PWM控制器的三角波Vt进行比较,得到矩形脉冲(具有一定占空比的PWM信号Vb),然后调节功率级器件的导通、截止时间,达到稳定输出的目的。

三、光耦与TL431构成的反馈环路

反馈环路的稳定性对开关电源来说是非常重要的,如果没有足够的相位余量和增益余量,电源的动态特性就会变差或直接导致输出振荡,使产品损坏或者缩短使用寿命。

在设计开关电源控制回路时,要充分考虑反馈环路的稳定性,使其具有负反馈特性:为了使产品能工作在最恶劣的情况时,仍保持稳定,理论至少需要45°的相位余量。

图 2红框的器件要素就构成一个具有2型补偿的反馈环路。TL431是开关电源次级反馈最常用的基准和误差放大器件,其供电方式不同对它的传递函数有很大的影响。在研发设计阶段,工程师一般都会借助环路测试仪器,调试环路的稳定性,缩短产品的开发周期,提高产品的稳定性、可靠性。

四、光耦的选择要点

光耦在开关电源中的应用主要是提供初级输入与次级输出间的电气隔离、与TL431组合的反馈控制环路,所以在电路设计时,必须遵循下列原则:

1、根据产品输入、输出间的隔离耐压,选择符合国内、国际相关隔离击穿电压标准的光耦;

2、电流传输比(CTR)的理想范围是50%~200%。这是因为当CTR过小时,光耦中的LED需要较大的工作电流,这会增大光耦的功耗;当CTR过大时,在电路启动或者负载突变时,有可能影响正常输出;

3、优先选择线性光耦,因为CTR值在一定的范围内,具有较好的线性调整。

来源:电源研发精英圈

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