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標(biāo)題: 隔離開關(guān)電源的設(shè)計(jì)步驟是什么? [打印本頁]

作者: longhun1991 時(shí)間: 2022-5-20 21:51
標(biāo)題: 隔離開關(guān)電源的設(shè)計(jì)步驟是什么?

設(shè)計(jì)開關(guān)電源，其電路的類型也是多種多樣的，因此大家可以根據(jù)不同需求設(shè)計(jì)出適合不同應(yīng)用場景的電源模塊。那今天通程創(chuàng)品就來與大家分享一款隔離開關(guān)電源模塊的設(shè)計(jì)步驟，下面一起來看！

一、確定電源模塊的功率：

這需要根據(jù)具體的要求來選擇相應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如隔離開關(guān)電源模塊一般選擇反激式基本上可以滿足要求。

當(dāng)我們確定用反激式拓?fù)溥M(jìn)行設(shè)計(jì)以后，我們需要選擇相應(yīng)的PWMIC和MOS來進(jìn)行初步的電路原理圖設(shè)計(jì)，可選擇分立式或是集成式設(shè)計(jì)。分立式PWMIC與MOS是分開的，這種優(yōu)點(diǎn)是功率可以自由搭配，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)和調(diào)試的周期會(huì)變長。集成式PWMIC與MOS集成在一個(gè)封裝里，省去設(shè)計(jì)者很多的計(jì)算和調(diào)試分步，適合剛?cè)腴T或快速開發(fā)的工程師。

二、原理圖設(shè)計(jì)：

在確定好要選擇的芯片以后，就可以開始做原理圖。設(shè)計(jì)前最好都先看一下相應(yīng)的datasheet，確認(rèn)一下簡單的參數(shù)。無論是選用PI的集成、384x或OBLD等分立的設(shè)計(jì)，你都需要參考一下datasheet。一般datasheet里都會(huì)附有簡單的電路原理圖，這些原理圖是我們的設(shè)計(jì)依據(jù)。

三、確定相應(yīng)的參數(shù)：

當(dāng)我們將原理圖完成以后，需要確定相應(yīng)的參數(shù)才能進(jìn)入下一步PCB Layout。當(dāng)然不同的公司各有不同的流程，我們需要遵守相應(yīng)的流程，養(yǎng)成一個(gè)良好的設(shè)計(jì)習(xí)慣。這一步可能會(huì)有初步評(píng)估、原理圖確認(rèn)，簽核完畢后就可以進(jìn)行計(jì)算了。

四、確定電源模塊的開關(guān)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(shè)定，工作頻率就等于開關(guān)頻率，這個(gè)外設(shè)的功能有利于我們更好的設(shè)計(jì)開關(guān)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(shè)成超過100kHz，主要是開關(guān)電源的頻率過高以后，不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性，更不利于EMC的通過性。頻率太高，相應(yīng)的di/dtdv/dt都會(huì)增加。對(duì)于磁芯的選擇，關(guān)鍵是在開關(guān)頻率和功率的基礎(chǔ)，更多的是經(jīng)驗(yàn)選取。當(dāng)然計(jì)算的話，你需要得到更多的磁芯參數(shù)，包括磁材、居里溫度和頻率特性等等。

五、設(shè)計(jì)變壓器進(jìn)行計(jì)算：

我們根據(jù)輸入/輸出、開關(guān)頻率和所選磁芯參數(shù)，同時(shí)設(shè)置好效率、最大占空比、磁感應(yīng)強(qiáng)度變化等參數(shù)，就可以進(jìn)入下一步計(jì)算，得出功率、平均及峰值電壓電流、匝數(shù)和電感量。

確認(rèn)匝數(shù)以后，直接確定漆包線的粗細(xì)，不需要去進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。線徑與常規(guī)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(jìn)行布局和布板了。

六、輸入輸出電解電容計(jì)算：

這里按照上步計(jì)算的輸入功率和輸出電流，最終確定電解電容的規(guī)格，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境選取頻率和阻抗，電容Cin理論選值越大，對(duì)后級(jí)越好，但從成本考慮卻不會(huì)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(jīng)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。

七、PCB Layout：

上面已經(jīng)確定變壓器、原理圖以及電解電容，接下來都是標(biāo)準(zhǔn)件了。由sch生成網(wǎng)絡(luò)表，在PCBfile里定義好板邊然后加載相應(yīng)的封裝庫以后，可以直接導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，進(jìn)行布局。

在布局與布板的RCD吸收部分與變壓器形成的環(huán)面積應(yīng)盡量小，這樣可以減小相應(yīng)的輻射和傳導(dǎo)。地線應(yīng)盡量的短和寬大，保證相應(yīng)的零電平有利于基準(zhǔn)的穩(wěn)定。在di/dtdv/dt變化比較大的地方，盡量減小環(huán)路和加寬走線，降低不必要的電感特性。

八、確定部分參數(shù)：

在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(fā)出去打樣或自己繞制。

九、調(diào)試過程：

完成了以上部分之后，一個(gè)隔離開關(guān)電源模塊基本上就算是設(shè)計(jì)完成，后面的就是焊板調(diào)試過程。調(diào)試所需要的簡單設(shè)備有調(diào)壓器、示波器、萬用表等，輔助設(shè)備有功率計(jì)、LCR電橋和電子負(fù)載等。焊完板以后，進(jìn)行靜態(tài)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(shù)以后再焊接。靜態(tài)檢查主要看有沒有虛焊、連錫等，靜態(tài)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(tài)，最后就可以進(jìn)行加電測試了。

以上就是通程創(chuàng)品為大家分享的隔離開關(guān)電源模塊的設(shè)計(jì)步驟，如果您還有其他問題，歡迎一起溝通交流。

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