电源系统设计的要求及注意事项

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作为通信系统的“心脏”,通信电源在通信系统中具有极高的重要地位,涉及程度非常广,也是电子工程师需要重点了解并运用的学习内容之一,但有很多小白在设计通信电源时,不仅常走歪路还导致系统失败,所以我们来看看现代通信电源需要具备什么特点以及需要注意什么?

1. 变压器图纸、PCB、原理图这三者的变压器飞线位号需一至。

理由:安规认证要求

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。

2.X电容的泄放电阻需放两组。

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

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。

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。

理由:避免组装困难或过炉空焊问题

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。

多根飞线直径计算参考如下表格:

罗姆 ROHM 电源管理

4.输出的DC线材的PCB孔径需考虑到最大线材直径。

理由:避免组装困难
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

参考如下表格:

罗姆 ROHM 电源管理

5.电路调试,OCP限流电阻多个并联的阻值要设计成一样。

理由:阻值越大的那颗电阻承受的功率越大

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)。

理由:避免组装困难

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。

7.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)。

理由:安规要求

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。

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。

理由:品质提升

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。

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。

理由:验证产品稳定性

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。

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)。

理由:品质提升

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。

11.电路设计,如果PCB空间充裕,请设计成通杀所有安规标准。

理由:减少PCB修改次数。

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。

12.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。

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。

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。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

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。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

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。LEB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。

Rcs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。经验值1nS的Delay约等于1K对100PF,也等于100R对102PF

16.画小板时,在小板引脚的90度拐角处增加一个圆形钻孔。

理由:方便组装

如图:

罗姆 ROHM 电源管理

实物如图:

罗姆 ROHM 电源管理

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

17.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

18.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

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。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。

20.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。这个可以节省成本。

 

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更多详情请查看:罗姆电源管理

 

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