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AC/DC DC/DC大功率开关电源设计几大注意事项
来源: 未知 发布时间: 2016-07-05 浏览次数:101
1、 布局:
【 1】 脉冲电压连线尽可能短;
【 2】 其中输入开关管到变压器连线, 输出变压器到整流管连接线.脉冲电流环路尽可能小;
【 3】 如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负.输出部分变压器出端到整流管到输出
电感到输出电容返回变压器;
【 4】 电路中 X 电容要尽量接近开关电源输入端;
【 6】 输入线应避免与其他电路平行, 应避开。 Y 电容应放置在机壳接地端子或 FG 连接端;
【 7】 共摸电感应与变压器保持一定距离, 以避免磁偶合, 如不好处理可在共摸电感与变压
器间加一屏蔽, 以上几项对开关电源的 EMC 性能影响较大;
【 8】 输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子, 可影响电源输出纹
波指标;
【 9】 两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容. 发热器件要和电解电容保持一定
距离, 以延长整机寿命, 电解电容是开关电源寿命的瓶劲, 如变压器、功率管、大功率电阻
要和电解保持距离, 电解之间也须留出散 热空间, 条件允许可将其放置在进风口;
【 10】 控制部分要注意: 高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路, 在处理时要尽
量避免其受干扰、电流取样信号电路, 特别是电流控制型电 路, 处理不好易出现一些想不
到的意外, 其中有一些技巧, 现以 3843 电路举例见图(1)图一效果要好于图二, 图二在满载
时用示波器观测电流波形上明显叠加 尖刺, 由于干扰限流点比设计值偏低, 图一则没有这
种现象、还有开关管驱动信号电路;
【 11】 开关管驱动电阻要靠近开关管, 可提高开关管工作可靠性, 这和功率 MOSFET 高直
流阻抗电压驱动特性有关;
【 12】 关于反激电源的占空比, 原则上反激电源的最大占空比应该小于 0.5, 否则环路不容
易补偿。
3、 线间距: 随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高, 一般加工厂制造出线间距等于甚
至小于 0.1mm 已经不存在什么问题, 完全能够满足大多数应用场合。 考虑到开关电源所采
用的元器件及生产工艺,一般双面板最小线间距设为 0.3mm,单面板最小线间距设为 0.5mm,
焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔, 最小 间距设为 0.5mm, 可避免在焊接操作过程中
出现“桥接”现象, 这样大多数制板厂都能够很轻松满足生产要求, 并可以把成品率控制得非
常高, 亦可实现合理 的布线密度及有一个较经济的成本。
 
最小线间距只适合信号控制电路和电压低于 63V 的低压电路, 当线间电压大于该值时一
般可按照 500V/1mm 经验值取线间距。
鉴于有一些相关标准对线间距有较明确的规定, 则要严格按照标准执行, 如交流入口端
至熔断器端连线.某些电源对体积要求很高, 如模块电源。 一般变压器输入侧线间距为 1mm
实践证明是可行的.对交流输入, (隔离)直流输出的电源产品, 比较严格的规定为安全间距要
大于等于 6mm, 当然这由相关的标准及执行方法确定。 一般安全间距可由反馈光耦两侧距
离作为参考, 原则大于等于这个距离.也可在光耦下面印制板上开槽, 使爬电距离加大以满
足绝缘要求。 一 般开关电源交流输入侧走线或板上元件距非绝缘的外壳、散热器间距要大
于 5mm, 输出侧走线或器件距外壳或散热器间距要大于 2mm, 或严格按照安全规范执行。
常用方法: 上文提到的线路板开槽的方法适用于一些间距不够的场合, 顺便提一下, 该法也
常用来作为保护放电间隙, 常见于电视机显象管尾板和电源交流输入处。 该法在模块电源中
得到了广泛的应用, 在灌封的条件下可获得很好的效果。
方法二: 垫绝缘纸, 可采用青壳纸、聚脂膜、聚四氟乙烯定向膜等绝缘材料。 一般通用电源
用青壳纸或聚脂膜垫在线路板于金属机壳间, 这种材料有机械强 度高, 有有一定抗潮湿的
能力。 聚四氟乙烯定向膜由于具有耐高温的特性在模块电源中得到广泛的应用。 在元件和周
围导体间也可垫绝缘薄膜来提高绝缘抗电性能。
注意: 某些器件绝缘被覆套不能用来作为绝缘介质而减小安全间距, 如电解电容的外皮, 在
高温条件下, 该外皮有可能受热收缩.大电解防爆槽前端要留出空间, 以确保电解电容在非
常情况时能无阻碍地泻压。
4、 走线电流密度: 现在多数电子线路采用绝缘板缚铜构成。 常用线路板铜皮厚度为 35μm,
走线可按照 1A/mm 经验值取电流密度值, 具体计算可参见教科书。 为保证走线机械强度原
则线宽应大于或等于 0.3mm(其他非电源线路板可能最小线宽会小一些)。 铜皮厚度为 70μm
线路板也常见于开关电源, 那么电流密度可更高些。
补充一点, 现常用线路板设计工具软件一般都有设计规范项, 如线宽、线间距, 旱盘过孔
尺寸等参数都可以进行设定。 在设计线路板时, 设计软件可自动按照规范执行, 可节省许多
时间, 减少部分工作量, 降低出错率。
一般对可靠性要求比较高的线路或布线线密度大可采用双面板。 其特点是成本适中, 可
靠性高, 能满足大多数应用场合。
模块电源行列也有部分产品采用多层板, 主要便于集成变压器电感等功率器件, 优化接
线、功率管散热等.具有工艺美观一致性好, 变压器散热好的优点, 但其缺点是成本较高,
 
灵活性较差, 仅适合于工业化大规模生产。
单面板, 市场流通通用开关电源几乎都采用了单面线路板, 其具有低成本的优势, 在设

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