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第一次做開關電源,大佬們幫看下layout有沒有問題

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電源小王子
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  • 2019-8-8 13:39:30
10問答幣
輸入:AC70-500V
輸出5W 24V
第一次做開關電源,大佬們幫看下布板怎么樣,怎么改進比較好。尺寸有限,有些地方做得不太好。
變壓器還沒設計好,目前還在學習怎么設計,網上很多種算法,現在有點亂。

PCB源文件在2樓。

1.png (40.76 KB, 下載次數: 16)

完整PCB

完整PCB

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頂層

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底層

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原理圖

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按你的電路(姑且無論是否正確),確定主要間距(高壓500V/2.5mm、分壓及鉗位250V/1.6mm、低壓0.6mm),按照三圈兩地優化,大約可布局成這樣: 其中PCB布局的諸多講究都在里面了,你可以與你自己的思路做個對比,看看差距
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電源小王子
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高級工程師
  • 2019-8-8 13:59:26
 
PCB源文件

2273.rar

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PCB源文件

rbcciq
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初級工程師
  • 2019-8-8 20:55:39
 
看到你畫的板子簡直慘不忍睹,其實板子空間很大根本不用開槽也可以畫得很好,原理圖也沒畫好。
anthony
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  • 2019-8-8 14:03:01
 
EMI會很差。
電源小王子
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  • 2019-8-8 15:48:12
 
就現在這個尺寸,考慮安規間距,有說明好辦法解決嗎
struggie
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  • 2019-8-8 14:09:38
 
只能說,路還長。
電源小王子
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  • 2019-8-8 15:48:40
 
請大佬指點迷津
huangxvyao
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副總工程師
  • 2019-8-8 14:10:18
 
初次級安全距離夠嗎?看著不夠,得挖槽。
電源小王子
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高級工程師
  • 2019-8-8 15:40:53
 
有4.1mm,然后還挖了1.5mm的槽
nc965
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  • 2019-8-8 14:34:20
 

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電源小王子
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高級工程師
  • 2019-8-8 15:45:52
 
感謝李版回復,之前看了您的三圈兩地收獲很大,然后這次公司剛好要做個電源,就想著自己做個。由于兩個串聯分壓的輸入電容太占地方,并且考慮到AC500V輸入的爬電距離,就把電容拉比較開,導致It這個圈確實很大,您看這個布局有說明辦法改變下嗎
nc965
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  • 2019-8-8 16:20:39
 
可以用CBB接力
電源小王子
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  • 2019-8-8 16:32:44
 
謝李工,我去找找看,另外還有個問題想請教下,輸入500Vx電容得兩個串聯,體積也很大,也能用CBB替代嗎,或者說有其它電容可以替代嗎
nc965
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  • 2019-8-8 16:35:03
 
單級PFC都是(只能用)CBB,有630V規格的。
電源小王子
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  • 2019-8-8 16:52:24
 
好的,感謝李工
nc965
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  • 2019-8-8 19:19:33
 
即使只用電解,你也應該首先這樣布局,關鍵環路先達成最?。ㄖ钡讲荒茉傩。?,再挪:

1、注意D2的封裝間距要和Q1相等
2、MOS的封裝貌似畫反了,無法裝散熱器
電源小王子
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  • 2019-8-9 07:25:52
 
多謝李工指導!我試試看這個布局
nc965
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  • 2019-8-10 21:54:49
 
按你的電路(姑且無論是否正確),確定主要間距(高壓500V/2.5mm、分壓及鉗位250V/1.6mm、低壓0.6mm),按照三圈兩地優化,大約可布局成這樣:
其中PCB布局的諸多講究都在里面了,你可以與你自己的思路做個對比,看看差距


2200.zip

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電源小王子
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  • 2019-8-11 11:25:26
 
太感謝李工了,很少有這樣的大佬愿意這樣指導我們了,我根據您的布局對比下三圈兩地這個思想,能更好的理解三圈兩地,以前看討論的東西自己沒有親自去經歷過操作過,理解沒那么透。太感謝了!
nc965
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  • 2019-8-11 11:37:22
 
還可以慢慢挪,優化散熱等,最后高度可降至48mm:



2220.zip

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電源小王子
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  • 2019-8-11 13:30:27
 
謝謝李工,我一直以為尺寸不夠,還想到反而還能縮小
nc965
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  • 2019-8-19 20:22:30
 
還可以進一步優化,仔細看:
1、VCC接地單獨走線
2、驅動增加二極管控制,消除副邊反壓尖峰
3、分壓與啟動電阻共用(4只220K1206)
4、原邊加大散熱器
5、副邊散熱面積最大化
6、增加假負載(2只9K1)
7、PCB再減少2mm



2240.zip

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電源小王子
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高級工程師
  • 2019-8-21 16:49:45
 
謝謝李工,請問分壓和啟動電阻共用的4個電阻是如何取值的,還有假負載的參數是怎么計算的,這里為什么要用兩只呢,懇請指導
nc965
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  • 2019-8-22 15:54:02
 
阻值是按功率降額到1/4取值,長期運行才可靠。
串聯只數是按電壓降額90%取值,可靠性設計考慮。
假負載需要多少與設計思路有關,你這個電源是輔助電源,特別高壓,可靠性第一,安全第一,故要適度增加假負載,盡量不進入空載打嗝模式,力求穩定。放兩只只是示意,沒位置了,你想繼續加大假負載,可以加大R17封裝減少阻值來實現,也可以減少TVS1的電壓加大鉗位功率來實現。


電源小王子
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高級工程師
  • 2019-8-22 17:10:54
 
謝謝李工,關于您說的這幾點,我是這樣理解的:
1、分壓電阻和啟動電阻共用的4只電阻的取值在滿足IC最小啟動電流的情況下應當滿足功率足夠。
2、電阻只數根據電壓值考慮。
3、增加假負載為了保證輕載和空載時不進入打嗝模式,即必須保證空載時,假負載的存在能讓IC不進入打嗝模式。

引申出來的幾點不是很明白:
1、有假負載的話,原先輸出功率為5W,那實際上的次級輸出功率是否應該是按5W+假負載消耗功率,從而來計算變壓器和相關器件的電流應力?
2、為什么特高壓輸入的情況下,打嗝模式可靠性會不好?
3、減少TVS1的電壓,能提前消耗掉VOR+VIN+漏感電壓帶來的尖峰電壓,這個做法和假負載之間有什么聯系?
nc965
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  • 2019-8-28 19:08:40
 
網站提醒功能有問題,我是剛才偶然翻看此貼才發現你跟了這么多樓,只能逐樓慢慢回復了,不好意思

分壓電阻和啟動電阻共用這里是可以的,功率按上表由最高輸入電壓決定(串聯只數和封裝),意在獲得最大均壓電流,超過電解(失效前可能出現的最大)漏電流一個數量級對應10%(兩個數量級對應1%)均壓誤差,一般都會遠大于IC最小啟動電流,不放心可以在最小輸入電壓時校核一下。


引申出來的幾點不是很明白的地方的回復是:
1、理解正確(不過你的變壓器有相當的功率儲備)
2、打嗝模式與空載最高輸出電壓對應,與環路失調對應,與原邊最高電壓對應,此種工況原邊(電壓應力)最為吃緊。
3、鉗位電路(與副邊一樣)也是一個輸出結構,都是繞組信號經二極管整流給負載電阻供電。因此,對假負載而言,增加原邊的負載(減少TVS1的電壓)和增加副邊的負載等效,都是增加(假)負載,但增加原邊負載還可以獲得降低電壓應力的附帶效應。
電源小王子
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高級工程師
  • 2019-8-28 12:56:35
 
李工,您好,根據您給我畫的PCB的布局,我后面又做了點修改,煩請您幫看看:
1、根據最高輸入電壓AC500V整流后峰值電壓為700V,設置爬電距離3.5mm(每mm200V),mos引腳那里以及部分地方拉不開距離只能挖槽。PCB尺寸稍微增加。
2、在輔助繞組處加一只0805封裝的電阻,增加OVP保護。為了保證地層完整性,芯片底下走了兩根線,這樣是否可行。
3、PCB邊緣增加槽放導線。

整體裝配圖如圖,最后需要灌膠。

1.png (47.67 KB, 下載次數: 2)

1.png

2.png (35.42 KB, 下載次數: 3)

2.png

3.png (36.69 KB, 下載次數: 4)

3.png

4.png (16.4 KB, 下載次數: 3)

OVP保護

OVP保護

5.jpg (32.93 KB, 下載次數: 2)

裝配圖

裝配圖
nc965
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  • 2019-8-28 20:39:36
 
另一個貼說過:500Vdc和500Vac完全是兩回事,差距很大
1、做高壓電源,首要問題是究竟是多高電壓,不是盡量范圍寬,而是夠用即可,太寬的電壓范圍會給設計帶來很多不利,這個問題首先要斤斤計較,才能設計出好電源。
高壓為什么必須是500Vac,480Vac行不行?如果是三相市電,460Vac即可。
低壓為什么是70Vac?100Vac行不行?176Vac行不行?人家全電壓標準通用電源都沒有你這么低的電壓。
換句話說,你真按70Vac~500Vac設計出的電源,性能一定很差,性價比一定很低。
曾經有個人也這樣沾沾自喜的曬自己的電壓范圍,我問他的第一句話是:為什么不做成 1Vac~1000Vac?豈不更值得炫耀?
2、500Vac的電壓峰值(707V)已經超出700V了,立馬就是問題。
3、反射電壓多少?你開關1200V,降額100V,余量不到400V,反射電壓占一半200V,已經非常很低了,因此占空比就低,變壓器就大、效率就低。
4、再一半200V為尖峰電壓,200V能框???那恐怕要0.5%的漏感,而你這種高壓變壓器,能做到2%就很困難了?至少差4倍,怎么辦?1500V開關?拼命鉗位?事先要想好。
5、1200V開關,就是1200V電壓,鉗位二極管也是1200V,間距就是6mm,用啥封裝?TO220顯然有問題,一只SMC貼片就更有問題了。這個間距當然可以打折,但要有措施,比如灌封,那調試時沒灌之前怎么弄?
6、1200V的高壓MOS,彌勒很重,最好用點負壓驅動,你的負壓呢?
7、1200V的變壓器,如果原邊3層,層間電壓就是800V,普通漆包線能行?
8、500Vac的輸入,貼片硅橋能行?端子之間(以及與周邊---包括機殼和散熱器)的間距多少?3mm能行?交流端子不打高壓?雷擊措施何在?
9、707V電壓雙電解,鋁殼之間的間距多少?均壓電阻4只1206串聯顯然已經不行了
10、
電源小王子
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  • 2019-8-28 21:11:05
 
設計AC70V-500V這個電源的背景是這樣的:我們現在的產品輸入電壓有三種規格:DC110V、AC220V、AC380V,DC110V用的開關電源,AC220V和AC380分別用兩種工頻變壓器?,F在出現的問題是客戶經常把AC380V錯接到AC220V輸入的產品上,導致變壓器燒掉。后來有人提議干脆做個通用的電源,不怕接錯電并且能減少庫存,于是就有了這個項目。原來我們定的最高電壓是380V的1.2倍,再留點余量就是465V,后來客戶說得是400V的1.2倍,也就是480V,那就按480V設計唄,客戶又不答應了,你們還得留余量,做到500V吧,于是最高電壓就是AC500V了。
最低電壓是為了適用DC110V的產品,往下波動10%就是99V,領導們直接按DC100÷1.414 = AC70V換算來定了這個AC70V。。。跟客戶一拍即合,這是最低電壓的由來。我們后來知道后說什么也晚了,客戶認定了這個AC70。。
最低最高電壓出來后,拍板立項。。
nc965
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  • 2019-8-30 06:17:53
 
暈,又沒有提醒
你那你那牛逼的客戶告訴你負載是什么沒?


電源小王子
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  • 2019-8-30 07:47:05
 
客戶會買我們整機產品或者單獨買這個電源,買我們整機產品的話,負載就是我們自己的產品,開關電源出來就是接了一個470μF的儲能電容(可能是電容太大,用在3W以上的負載上,低壓啟動經常過流保護導致起不來。。一同事測量啟動瞬間會有30W?我沒親眼看過)然后就是DCDC到LDO再給單片機、其他電路供電,正常工作負載不會超過3W,有些功耗低的不會超過1W。如果單買電源的話,要做到10W,負載是三臺類似我們自己產品的東西(這年頭產品不好做了,大公司都自己研發了,只買我們的配件了)。
nc965
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  • 2019-8-30 10:55:58
 
負載是弱電系統,輸入是市電,這意味著安規和認證,其中包括雷擊,這些要求之前完全沒考慮,顯然是不行的,即使用戶不提,也是要按規矩來的。
之前的設計,只是機內輔助電源。
電源小王子
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  • 2019-8-29 17:58:53
 
李工,您好:
1、能不能通過減小匝比來減少原邊的應力,副邊用1000V的快恢復RS1M。之前用內置1200Vmos的電源芯片方案做了一款,匝比設置為3.5,這樣的話原邊最高應力為707V+3.5*(24V輸出+1.3V整流管壓降)+ 漏感尖峰電壓,測試了三個樣機,用的170V的TVS,最高的樣機峰值電壓會到920V。這樣的話是否可以加大TVS的功率或者稍微再提升點鉗位電壓,選擇一個合適的值保證TVS損耗不要太大并且mos應力都能過得去?
2、AC500V是客戶提的指標,實際上電網線電壓再波動也不會到這個值,那么是否可以這樣認為:按AC500V設計,只是出廠測試會測到AV500V,實際應用不會出現AC500V的情況,那么元器件應力方面是否可以不那么擔憂?

3、雷擊和濾波的措施由于板子尺寸有限,單獨用了另一塊版,上面用了20D911K的壓敏電阻,20mH共模電感以及標稱1600V的100nF CBB電容。
4、原先用的內置mos的芯朋只能做到5W(還是瞎提的AC70V的指標導致母線電流增加,原廠建議不要做10W),后面功率需要擴展到10W,所以有了PWMIC+1200mos的方案。mos我選的是華潤華晶的一顆(成本壓力),米勒效應相關的參數在下圖中。麻煩李工幫我看下這顆料的手冊,看能不能用,原廠說電表電源用這顆料比較多,所以推了這顆料。
5、均壓電阻,每只上面176V,是余量不夠嗎?
6、電解距離要拉開多少,看過您電子研習社的視頻,我們不能把電解電容外殼當成絕緣的,那是否就是還是得用200V1mm的距離來算?
7、貼片硅橋的介電系數會低一些嗎,能否用DB107的DB插件封裝?
8、原邊繞四層的話,減小層間電壓,會有其它不良影響嗎?
感謝李工一直以來的耐心解答,第一次做開關電源,自己看了一個月書,很多地方都是一知半解,再次感謝李工,感謝21世紀電源網這個平臺!

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nc965
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1、與減小匝比對應的是:減少反射電壓,減少原邊電壓應力,減小占空比,減少最小脈寬,輕載打嗝。這需大幅度降低頻率,30KHz以內看行不行。
副邊電壓不高,用1000V的快恢復RS1M是錯誤的。
原邊鉗位二極管電壓要與MOS一致,用1000V的快恢復RS1M也是錯誤的。
之前匝比為3.5的電源,估計效率大約60%,這意味著發熱40%(最好點測溫度,有沒有超過100度的),輕載還可能發飆。如果客戶能滿意也行。
2、元器件應力只是一方面,更重要的是布線間距和安規間距(目前3~6mm顯然不行)。
3、另一塊板是可以的,重點是與機殼什么關系?X電容才行
4、能用,但要灌封
5、均壓有誤差,耐壓有降額,當然不夠
6、電解距離要拉開一點,能放高溫絕緣片進去(比如用青殼紙壓?。?/font>
7、貼片硅橋的一是間距可能不夠,二是耐壓可能不夠
8、原邊繞四層的話,減小層間電壓的方法是中間插入三層三層絕緣線的副邊,還要用棉線(在邊墻)填縫。
電源小王子
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李工,您好:
1、30KHz以內的小體積IC能否推薦個。
RS1M選擇錯誤是反向恢復時間太長嗎?
原邊鉗位二極管電壓我去找一顆1200V的快恢復。
之前做的電壓全范圍內最低效率在70%左右。灌膠后運行一段時間膠的表面有點溫,我回頭用個溫度探頭伸進去點測下。之前用的是工頻變壓器,供應商做得不好,效率極低,60%左右,客戶應該不會介意。
2、我把輸入走線的距離盡量拉開,測試時在走線之間和導體之間點膠處理,同樣,電解電容和mos腳這些地方點膠,測試結束全面灌封,這樣能不能行?
3、橋前濾波電容是否必須使用安規電容,另一塊板全是插件,如果用安規電容需要兩個串聯,均壓電阻用貼片的話要單獨過SMT,如何用插件的話,多幾個分立電阻生產說會增加人工成本。我們之前用工頻變壓器時前面用的是3KV的CT81的高壓瓷介電容(我看了下用途是直流電濾波,感覺不合適,但是行業內競爭的公司都是這樣干。。),也有用過CBB。有什么其它高耐壓的電容可以取代兩只串聯的安規電容嗎?以前和產品外殼之間接了Y電容,后面經常反應生產那邊在整機測試時產品外殼不接PE,導致觸電的現象,最后干脆在電源板上取消PE線,不和外殼接,3C也能通過。
4、均壓電阻我換成6只串聯。
5、整流橋我去看看有沒有合適的。
6、減小層間電壓的方法是中間插入三層三層絕緣線的副邊 這樣的繞法是原邊繞一層,副邊繞一層,原邊再繞一層。。。原副邊夾在一起繞的意思嗎?
另外還有兩個問題相請教下:
1、見過人家有用源極驅動的方案做,比起現在單端反激的方案是否好做些,批量生產的話可靠性高嗎,經??吹接腥苏f批量生產有炸機現象?
2、壽命問題,我們產品壽命要跟電表差不多,有些用了十年的也有,至少保證7年壽命,那么電解電容壽命怎么選,簡單地按每降低10℃增加一倍壽命是否靠譜。7年壽命的話電解電容是否應當選6000h,我們產品說是24小時內周圍平均溫度不超過35℃,但是也有會客戶用到東北低溫以及地下室高溫60-70℃的情況,以您的經驗,電容壽命選多少小時合理?
nc965
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  • 2019-8-30 22:33:59
 
1、只要不是定頻IC,一般都支持低頻
副邊RS1M改為200V肖特基
原邊鉗位二極管除了電壓(1200V)要求,還有間距要求
齊納沒有散熱,擔心溫度會超過100度,可以改成1206電阻4只2并2串可靠
2、可行
3、相電壓安規要用X1電容,X2電容據說法拉有440Vac的規格,一只(不用串)即可。
4、6只最好1206
5、
6、是這意思
另外兩個問題
1、無需改方案
2、電解壽命低溫都是問題,盡量選用好的了,大幅度降額,至于能不能達到7年,-40度能不能啟動,到時候再說。
電源小王子
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  • 2019-8-31 09:36:23
 
感謝李工解答,我先把實物做出來試一試。另外輸入最高到AC480V的用AC440V的安規電容就行了嗎,安規電容是可以超額的使用嗎?
nc965
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  • 2019-8-31 09:41:26
 
安規電容標注的是電壓等級,440VAC的意思是0.4KV配網系統,耐壓大約再高一個數量級,但更重要的是它的失效模式,不會被擊穿(即使過壓),因此叫安規電容。
電源小王子
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  • 2019-8-31 13:36:37
 
好的,謝謝李工!
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  • 2019-9-2 12:31:53
 
李工,我問了幾家代理商說440V的X2電容不常用,交期長,價格也比較高。今天無意間找到個帶放電電阻的X2電容,這樣的話能兩只串聯,利用它內部的放電電阻當均壓電阻嗎?這個阻值取多少較合適,規格書上寫著電阻范圍有470kΩ-20MΩ。

帶放電電阻X2電容.png (99.2 KB, 下載次數: 4)

帶放電電阻X2電容.png
nc965
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  • 2019-9-2 14:15:53
 
3、380V相電壓安規要用X1電容,X2電容據說法拉才有440Vac的規格,一只(不用串)即可。
淘寶有售:



電源小王子
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  • 2019-9-2 20:14:50
 
好的,謝謝李工!
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  • 2019-9-19 10:51:14
 
李工,您好:
樣機做出來了,簡單測試了下,全電壓范圍用電子負載測試,滿載空載輸出正常,遇到幾個問題想請教下:
1、低壓帶載起不來,輸入調整到AC110V以上才能啟動,負載用的我們一個3W的產品,里面有1000μF電容,所以低壓啟動時IC的CS保護了。我在AC70V時過流點設置在7W保護,一個同事測試該產品實際啟動瞬間有幾十W,如果想低壓啟動,只能調整CS電阻,但這樣CS過流保護實際上就沒意義了(在AC70V時調整到10W保護,AC480V時就是幾十W保護)。調整過流點的同時,還會引入ic進入輕載狀態的問題,實際上的5W負載還會工作在降頻模式(20K左右)。
2、低壓啟動慢,啟動電阻減小就快些,現在是6只150K的電阻,在AC70V時啟動還要2S左右,AC220V時瞬間就能啟動,VCC電容22μF。但是再改小啟動電阻怕電阻扛不住,并且功耗增加。
3、常溫下mos溫度在65℃,IC溫度在49℃(IC的溫度好像是通過mos柵極傳導過來的),這個溫度是否正常,全電壓范圍效率70%-83%。
4、IC用的是ob2363AMP,工作模式有輕載打嗝,中載降頻,重載定頻65Khz。如1所述,工作模式改變ic頻率也會跟著變化,變壓器是在65K頻率下設計的,而頻率不同,感量,匝數等參數也會變化,這樣是不是不妥?5、高壓AC480V輸入時輸出紋波比較大,有178mV,除了增大輸出電容外有方式減小紋波嗎,電容是兩只低ESR的220μF,電容再大點個頭就大了,會頂到外殼。
變壓器的參數是:初級:187匝,次級:58匝,輔助34匝,原邊感量2.87mH。
nc965
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  • 2019-9-19 22:42:33
  • 倒數10
 
1、減小負載的容性成分、增加VCC電容量、提高VCC電壓(最高可按30V設計)一般可以解決,不行還可以輸出加RC濾波(把L換成R或者LOD)
2、150K要發熱,200K吧。啟動慢的根本原因是你那用戶的奇葩電壓范圍(之前提醒過你),有得必有失,你再與其溝通一下。
3、正常
4、中載降頻?不正常哈,應該是滿載最低輸入電壓為設計工況(包括最低頻率和變壓器)。
5、高壓輸入時輸出紋波較大,先排除打嗝,再調整環路無振蕩即可。輸出電容無需過大,它負載不是還有1000uF嗎?

電源小王子
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  • 2019-9-20 10:43:19
  • 倒數9
 
李工:
1、增加VCC電容量和VCC電壓能解決的原因是什么?之前給我們供應的供應商的電源經常遇到低壓起不來的情況,他們處理方式就是增大過流點,犧牲過流保護來實現低壓啟動的功能。
2、確實是那個最低電壓定的不好,電壓高點啟動速度就很快??戳撕芏鄤e人做的全范圍電壓電源,都是寫著AC85-465V,看能不能和客戶討論下。另外,原廠說可以用二級啟動電路,就是母線下來串電阻用2.2uF的電容,輔助那邊用22uF電容,兩者用二極管隔開,上電啟動先由啟動電阻那路充2.2uF電容,加快啟動速度。
3、IC和mos以及其它元器件的溫度控制在多少以內比較好?
4、輕載、中載、重載在datasheet上說是跟FB電壓相關,實際上調整CS的電阻會調整FB電壓。所以,暫且認定輕載、中載、重載跟CS取的過流點相關,如1中說的,增大過流點的話,可能在滿載(5W)時依舊被芯片判斷為中載,頻率為20KHz左右。最差工況是最低電壓最低頻的情況,假定最低頻也為20K,結果計算出來的感量有6mH以上,匝比也大大增加。實際上我測得滿載最低壓時頻率為60K,滿載其它電壓時頻率為20K,那此時變壓器應該按最低壓頻率20K為最差工況還是最低壓頻率60K為最差工況設計呢?5、原廠讓我把假負載也撤掉,不知道是何用意,是考慮到效率嗎?我把假負載取掉了,滿載下某段電壓區間效率增加了幾個點,效果并不明顯。假負載拿了空載時基本就是在打嗝了。



nc965
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  • 2019-9-20 11:29:02
  • 倒數8
 
1、低壓啟動困難的主要原因是,由于你的輸出電容很大,啟動期間反射電壓(與輔助繞組輸出電壓和輸出電壓都呈正比)較低,不足以產生VCC供電,要靠VCC電容維持,一直維持到反射電壓能高于VCC閾值,否則重新啟動。增大過流點(在不影響其它特性的情況下)也是個辦法,還有一個辦法是輔助繞組全波整流(反射電壓低意味著正射電壓高),副邊L改R也能增加反射電壓。
2、你先按AC90-465V(6只180K1206)調試看看,不行減少阻值增加封裝(直到滿意),二級啟動電路不適合你(輸出電容很大)這種情況。
3、mos、副邊二極管、磁芯、線包等溫,溫升不超過40/45度為宜,其它元件低于此值即可,電解光耦越低越好(考慮壽命)。
4、最不利工況是最低電壓滿載,對應最低頻率和最大峰值電流,你按此設計變壓器即可,其他情況不必考慮。
5、假負載可按空載不打嗝為判據減少。
電源小王子
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  • 2019-9-20 12:39:14
  • 倒數7
 
謝謝李工,我先試試。
電源小王子
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  • 2019-10-6 16:27:26
  • 倒數6
 
李工:    國慶快樂!
    這兩天在測試電源,空載時都正常(波形未看,),焊了兩塊,有一塊帶載正常,另一塊出現滿載時(5W),AC450V輸入時驅動出現大小波,輸入再加大后有點打嗝的意思,驅動信號一陣一陣的,再加大就保護了,沒有輸出了。測了幾個點的波形,有些奇怪,希望您幫指導指導。黃色:VGS。藍色:VDD。紫色:FB。綠色:CS。
第一張是低壓輸入時的波形,由于在家用示波器測的,受存儲深度等影響,波形測得比較難看,實際展開測VGS是正常的方波(略帶米勒平臺)。
第二張是AC450V輸入時,FB瞬間變成這樣,同時大小波開始出現。
第三張是AC450V輸入時,FB單獨的波形。
第四張是AC450V輸入時,時間軸展開后抓的波形,可以看見明顯的大小波。
  之前無意中改了CS的電阻,發現減小CS電阻后,異常點電壓閾值抬高了。電阻越小,異常點電壓閾值越高,剛開始懷疑是mos開通時引入CS的尖峰電壓保護了。于是增大CS的RC中的C,發現異常電壓閾值確實提高了,但后面測了波形,發現CS沒尖峰的時候也會出現小波,波形在第五張圖,紫色是VGS,藍色是CS。
調試了兩天,實在分析不出來了,望李工指導!
補充兩點:重新再焊了一塊,也是好的,測試了VGS和FB,FB有很大毛刺,但不像有問題那塊波形異常,VGS也有偶爾出現占空比極小的波,但是出現小波的頻率沒那塊不好的那么高。又測了之前那塊好的,FB也是很多毛刺,但是不出現大小波,出現高低波,輸入電壓調低后高低波消失。其中這塊的mos和其它兩塊mos是不一樣的,跟mos也有關系嗎?


低壓不出現大小波.png (1.83 MB, 下載次數: 0)

低壓輸入時不出現大小波

低壓輸入時不出現大小波

AC450V時波形.png (2.14 MB, 下載次數: 0)

AC450V時輸入FB開始出現異常

AC450V時輸入FB開始出現異常

AC450V時FB波形.png (1.7 MB, 下載次數: 1)

AC450V時輸入FB波形

AC450V時輸入FB波形

AC450V輸入大小波.png (1.34 MB, 下載次數: 0)

AC450V輸入展開后的波形

AC450V輸入展開后的波形

CS和VGS波形.png (1.18 MB, 下載次數: 0)

大小波

大小波

FB毛刺.png (2.09 MB, 下載次數: 0)

兩塊好的板的FB毛刺

兩塊好的板的FB毛刺

高低波.png (1.77 MB, 下載次數: 0)

另一塊好的板的高低波

另一塊好的板的高低波
nc965
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  • 2019-10-7 09:13:01
  • 倒數5
 
測試方面:
1、測試這種細節復雜的波形,要直接觀察盡量少的幾個周期,不要去利用儲深度再展開(那不真實)。
2、FB是高敏感度端子,不要試圖去掛探頭測試,要測也只能測試輔助繞組端子。
高壓大小波:
這種情況可歸結為最小脈寬(占空比)太小引起的失調(參閱輕載次諧波振蕩機制),之前多半提醒過你,大致有以下原因。
3、要提高最小占空比,需要提高匝比(反射電壓),你這個電源>=200V為宜,你是多少?看不出來
4、要增加最小脈寬,需要降低頻率(向20K靠近),你頻率高達63K,顯然沒引起你注意
5、要提高最小脈寬控制分辨率,需要更高精度的芯片
6、環路失調也是可能的,參閱817+431 徹底攻破 、請教哦一下各位關于TL431補償的問題
7、PCB失誤也是可能的,比如你(36樓)FB連接分布范圍太寬,比如那個一點接地原本(29樓)是針對VCC電容C9(而不是Y電容C11)的。
8、變壓器輔助繞組要按緊耦合設計(減少信號失真),整層密繞。
以上所有問題都同時存在也是可能的。
電源小王子
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  • 2019-10-7 11:57:59
  • 倒數4
 
李工:
    看了您的回復并結合實驗分析了一下,把CS取樣減?。ㄊ剐酒袛嘭撦d為輕載從而降頻),此時直觀看輸出電壓,全范圍正常,示波器看VGS電壓,依舊會出現高低波和大小波,但是再同樣的輸入電壓下,出現的次數少了,隨著電壓逐步升高,出現次數慢慢增多,因此大致判斷是頻率減小,占空比增加帶來的效果。
    因此,打算用改變匝比的方式來增加最小占空比看能否解決問題,變壓器按最低電壓65k為最差工況設計,實際隨著輸入電壓升高IC會降頻 ,按20k設計的話計算出來的匝數和感量好大,原先用3.2的匝比是為了保證最大占空比不大于0.5,因為之前看了挺多有提到反激占空比不能大于0.5,因此這也成為我心中一道坎,不敢逾越。這里想請教下李工,徹底跨過這個坎:芯片內置斜坡補償的話,反激占空比能大于0.5嗎,大于0.5后怎么去測量、驗證電源是否穩定?
    下面圖1這個變壓器參數是原廠計算的,我自己算的話算不出他這個參數,您能否幫看下是否合適?

圖1.png (74.72 KB, 下載次數: 0)

圖1.png
nc965
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  • 2019-10-7 12:10:44
  • 倒數3
 
1、CS采樣電阻的取值以數據手冊約定的功能為準,不應作為改進最窄脈沖時出現大小波的判據。
2、變壓器(頻率、占空比、反射電壓等)的事情記得之前已經有過充分討論
3、反激0.5最大占空比主要只是受限于芯片,芯片如果沒有限制此值則無需限制。斜坡補償亦是如此。何況你的問題發生在最小占空比時,與此無關。

電源小王子
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  • 2019-10-10 16:03:13
  • 倒數2
 
好的,謝謝李工,我重新設計下變壓器看看
電源小王子
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  • 2019-8-28 13:00:50
 
這是改過的PCB。

2250.rar

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Liwis
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  • 2019-8-19 08:21:20
 
李工  這個回復  我真的很佩服你   真的 能跟到你這樣的大佬  工資真的不是問題   后期肯定過得很好   竟然能幫版主畫好PCB  
Liwis
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  • 2019-8-19 08:30:45
 
李工  我下載你的這個壓縮文件  怎么打不開的  phq文件
Liwis
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  • 2019-8-19 08:55:13
 
李工 你好 我下載你的板子看了一下 我想請教一下你  怎么你的網絡是有名稱的 是不是你在鋪銅的時候 就給他一個名稱的  我還沒有這個習慣   是不是這個習慣很有好處的  還有 怎么那些布線邊邊的 都是直角 的    不是我們要避免直角嗎  謝謝李工的分享
nc965
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  • 2019-8-19 20:29:01
 
將就樓主2樓的PCB上面的網絡,我只是示意,邊角自己后期處理(僅高壓部分需處理)。
Liwis
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  • 2019-8-19 20:59:08
 
明白 謝謝 李工  低壓部分 也可以不做直角處理也是OK的 對吧 原理是不是高壓的直角容易打火
nc965
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  • 2019-8-28 20:14:36
 
不做尖銳直角以防止高壓打火,一般只會在安規間距的地方需要考慮,原因是安規間距的(試驗)電壓可能(比拓撲電壓)高一個數量級。
意思是拓撲電壓范圍內無需考慮,要考慮也只考慮內角(盡量不走直角)。
Liwis
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  • 2019-8-28 21:38:48
 
盡量走鈍角  謝謝 李工的知道  嗯嗯 我會記住了
聽風亭
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本網技師
  • 2019-8-8 15:29:56
 
你的板子上面還有結構件要避開的嗎?布局隨心所欲
變壓器下面開槽你不好加麥拉片吧

電源小王子
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高級工程師
  • 2019-8-8 15:47:29
 
感謝回復,結構基本沒事,是裝在一個塑料殼子里灌封的,變壓器底部因為空間受限,初級次級只有4.1mm間距,所以挖了1.5mm的槽。
rbcciq
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  • 2019-8-8 20:49:48
 
初給部分R1-R4可以不要,兩個輸入大電解可以用一個47uF400V的或者用個小點的并聯,你初級不用派型濾波也要用共模電感。
電源小王子
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高級工程師
  • 2019-8-9 07:24:31
 
輸入最高會有AC500V,所以用了兩個電容串聯均壓,這個板前面還有個板沒放上來,尺寸問題單獨做成了個濾波板
top041376
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  • 2019-8-19 22:08:16
 
我畫得PCB也很難看,期待各位大佬能把這個PCB好好講解一下。
新鋪居士
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  • 2019-10-10 16:27:42
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沒有敷銅嗎
熱門技術、經典電源設計資源推薦

世紀電源網總部

地 址:天津市南開區黃河道大通大廈5層

電 話:400-022-5587

傳 真:(022)27690960

郵 編:300110

E-mail:21dy#21dianyuan.com(#換成@)

世紀電源網分部

廣 東:(0755)28285637 /(13823562357)

北 京:(010)69525295 /(15901552591)

上 海:(021)24200688 /(13585599008)

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