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隔離開關電源模塊的設計流程分享

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Technology

隔離開關電源模塊的設計流程分享

分類:
電源技術
作者:
廣州市愛浦電子科技有限公司
來源:
原創
發布時間:
2020/09/11
瀏覽量

開關電源有各種類型的電路,可以根據其不同特長而設計出能夠滿足不同應用場合的電源。下面我們給大家分享隔離開關電源模塊設計流程。
  確定功率
  根據具體要求來選擇相應的拓撲結構,如隔離開關電源模塊一般選擇反激式基本上可以滿足要求。
  選擇相應的PWMIC和MOS來進行初步的電路原理圖設計
  當我們確定用反激式拓撲進行設計以后,我們需要選擇相應的PWMIC和MOS來進行初步的電路原理圖設計,可選擇分立式或是集成式設計。分立式PWMIC與MOS是分開的,這種優點是功率可以自由搭配,缺點是設計和調試的周期會變長。集成式PWMIC與MOS集成在一個封裝里,省去設計者很多的計算和調試分步,適合剛入門或快速開發的工程師。
  做原理圖
  確定所選擇的芯片以后,開始做原理圖。設計前最好都先看一下相應的datasheet,確認一下簡單的參數。無論是選用PI的集成、384x或OBLD等分立的設計,你都需要參考一下datasheet。一般datasheet里都會附有簡單的電路原理圖,這些原理圖是我們的設計依據。
  確定相應的參數
  當我們將原理圖完成以后,需要確定相應的參數才能進入下一步PCB Layout。當然不同的公司各有不同的流程,我們需要遵守相應的流程,養成一個良好的設計習慣。這一步可能會有初步評估、原理圖確認,簽核完畢后就可以進行計算了。
  確定開關頻率,選擇磁芯確定變壓器
  芯片的頻率可以通過外部的RC來設定,工作頻率就等于開關頻率,這個外設的功能有利于我們更好的設計開關電源,也可以采取外同步功能。一般ACDC電源模塊,工作頻率不宜設成超過100kHz,主要是開關電源的頻率過高以后,不利于系統的穩定性,更不利于EMC的通過性。頻率太高,相應的di/dtdv/dt都會增加。對于磁芯的選擇,關鍵是在開關頻率和功率的基礎,更多的是經驗選取。當然計算的話,你需要得到更多的磁芯參數,包括磁材、居里溫度和頻率特性等等。
  設計變壓器進行計算
  我們根據輸入/輸出、開關頻率和所選磁芯參數,同時設置好效率、最大占空比、磁感應強度變化等參數,就可以進入下一步計算,得出功率、平均及峰值電壓電流、匝數和電感量。
  確認匝數以后,直接確定漆包線的粗細,不需要去進行復雜的計算。線徑與常規電阻一樣,都是有定值的,記住幾種常用的定值線徑就可以。再下一步需要確定輸入輸出的電容的大小,就可以進行布局和布板了。
  輸入輸出電解電容計算
  這里按照上步計算的輸入功率和輸出電流,最終確定電解電容的規格,根據應用環境選取頻率和阻抗,電容Cin理論選值越大,對后級越好,但從成本考慮卻不會無限制選取大容量。 基本上到這里,PCB上需要外形確定的器件已經完成,即PCB封裝完成,下一步就可通過原理圖定義好器件封裝。
  PCB Layout
  上面已經確定變壓器、原理圖以及電解電容,接下來都是標準件了。由sch生成網絡表,在PCBfile里定義好板邊然后加載相應的封裝庫以后,可以直接導入網絡表,進行布局。
  在布局與布板的RCD吸收部分與變壓器形成的環面積應盡量小,這樣可以減小相應的輻射和傳導。地線應盡量的短和寬大,保證相應的零電平有利于基準的穩定。在di/dtdv/dt變化比較大的地方,盡量減小環路和加寬走線,降低不必要的電感特性。
  確定部分參數
  如PCB Layout完成以后,就可以確定變壓器的同名端,完整地定義變壓器,并發出去打樣或自己繞制。
  調試過程
  完成了以上部分,基本上一個隔離開關電源模塊算是設計完成,后面的就是焊板調試過程。調試所需要的簡單設備有調壓器、示波器、萬用表等,輔助設備有功率計、LCR電橋和電子負載等。焊完板以后,進行靜態檢查,如果有LCR電橋的話,可以先測一下變壓器同名端、電感量等參數以后再焊接。靜態檢查主要看有沒有虛焊、連錫等,靜態測試以后,可以用萬用表測一下輸入、輸出是否處于短路狀態,最后就可以進行加電測試了。
 

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