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PSR原邊反饋開(kāi)關(guān)電源EMC設(shè)計(jì)技巧

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1025次  |  2020年05月18日  

先談?wù)刾CBLAYOUT注意點(diǎn):


大家都了解,EMC對(duì)地線(xiàn)走線(xiàn)畢竟有講究,針對(duì)pSR的初級(jí)地線(xiàn),可以分為4個(gè)地線(xiàn),如圖中所標(biāo)示的三角地符號(hào)。


這4個(gè)地線(xiàn)需采用“一點(diǎn)接地”的布局。


1.C8的地線(xiàn)為電源輸入第。


2.R5的地為功率地。


3.C2的地為小信號(hào)地。


4.變壓器pIN3的地為屏蔽地。


這4個(gè)地的交接點(diǎn)為C8的負(fù)端,即:


輸入電壓經(jīng)整流橋后過(guò)C1到C8地,


R5和變壓器pIN3的地分別采用單獨(dú)連線(xiàn)直接引致C8負(fù)端相連,連線(xiàn)盡量短;R5地線(xiàn)因考慮到壓降和干擾應(yīng)盡量寬些.


C5,R10,U1pIN7和pIN8地線(xiàn)匯集致C2負(fù)端再連接于C8負(fù)端。


若為雙面板,以上4條地線(xiàn)盡量不要采用過(guò)孔連接,不得以可以采用多個(gè)過(guò)孔陣列以減小過(guò)孔壓降。


以上地線(xiàn)布局恰當(dāng),產(chǎn)品的共模干擾會(huì)很小。


因pSR線(xiàn)路負(fù)載時(shí)工作在pFM狀態(tài)下的DCM模式,DI/DT的增大和頻率的提升,所以較難處理的是傳導(dǎo)150K~5M差模干擾.


就依圖從左到右針對(duì)有影響EMC的元件進(jìn)行逐個(gè)分析。


1.保險(xiǎn)絲


將保險(xiǎn)絲換用保險(xiǎn)電阻理論上來(lái)講對(duì)產(chǎn)品效率是有負(fù)面影響的,但實(shí)際表現(xiàn)并不明顯,所以保險(xiǎn)絲可以采用10/1W的保險(xiǎn)電阻來(lái)降低150K附近的差模干擾,對(duì)通過(guò)5級(jí)能耗并無(wú)太大影響,且成本也有所降低。


2.C1,L2,C8


pSR工作在DCM模式,相對(duì)而言其輸入峰值電流會(huì)大很多,所以輸入濾波很重要。


峰值電流的增大會(huì)導(dǎo)致低壓輸入時(shí)母線(xiàn)電壓較低,且C8的溫升也會(huì)新增;為了提高母線(xiàn)電壓和降低C8的溫升,需提高C1的容量和使用LOWESR的C1和C8。


因?yàn)樘岣逤1的容量后,C1和C8的工作電壓會(huì)上升,在輸出功率不變的情況下,輸入的峰值電流就會(huì)降低。


因L2的用途,實(shí)際表現(xiàn)為新增C1的容量比新增C8的容量抑制EMC會(huì)更加有效。


一般取C1為6.8uF,C8為4.7uF效果較好,若受空間限制,采用8.2u與3.3u也比采用2個(gè)2.7u的EMC抑制效果好。


L2一般從成本考慮采用色環(huán)電感,因色環(huán)電感的功率有限,電感量太大會(huì)嚴(yán)重影響效率,一般取330u~2mH,2mH是效率影響開(kāi)始變得明顯,330u對(duì)差模干擾的用途不夠分量,為了使效率影響最低且對(duì)差模干擾抑制較佳,建議采用1mH。


因?yàn)椤耙稽c(diǎn)接地”的布局匯集點(diǎn)在C8的負(fù)端,在C8負(fù)端輸入電流的方向是經(jīng)過(guò)C1和BD1流回輸入端,根據(jù)傳導(dǎo)測(cè)試的原理,這樣出現(xiàn)消極影響,所以需在C1與C8的地線(xiàn)上作處理,有空間的可以再中間新增磁珠跳線(xiàn),空間受限可以采用pCBlayout曲線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn),雖然效果會(huì)弱些,但相比直線(xiàn)連接會(huì)改善不少。


3.R6,D2,R2,C4


RCD吸收對(duì)EMC的影響大家都應(yīng)該已經(jīng)了解,這里重要說(shuō)下R6與D2對(duì)EMC的影響。


R6的加入和D2采用恢復(fù)時(shí)間較慢的1N4007對(duì)空間輻射有一定的負(fù)用途,但對(duì)傳導(dǎo)有益。


所以在整改EMC時(shí)此處的修改對(duì)空間輻射與傳導(dǎo)的取舍還得引起注意。


4.R5


R5既為電流檢測(cè)點(diǎn)也是限功率設(shè)置點(diǎn)。


所以R5的取值會(huì)影響峰值電流也會(huì)影響Opp保護(hù)點(diǎn)。


建議在Opp滿(mǎn)足的情況下盡量取大些。


一般不低于2R,建議取2.2R。


5.R4,R10,D3,R3,C2


在前部分有提到VCC電壓的升高對(duì)EMC有惡性影響。


因IC內(nèi)部的檢測(cè)有采用積分電路,所以當(dāng)VCC電壓設(shè)置過(guò)高,就要更長(zhǎng)的積分時(shí)間,在周期不變的情況下,TON的時(shí)間就會(huì)新增,輸出功率不變的情況下MOS的峰值電流就會(huì)新增,在RCD和D4的吸收R7,C11上的峰值都會(huì)新增,且D3,R3,C2也對(duì)VCC有下拉和吸收用途,會(huì)使輸出電壓的過(guò)沖加劇,同時(shí)影響延時(shí)檢測(cè)的開(kāi)啟時(shí)間。


這一系列的變化對(duì)EMC的影響是不可忽視的。


根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合變壓器漏感考慮,VCC電壓在滿(mǎn)載事最大值不宜超過(guò)19V,所以為使空載時(shí)VCC不至于太低導(dǎo)致蕩機(jī),建議VCC電壓設(shè)計(jì)在15V,變壓器漏感最大不宜超過(guò)15%.


6.C5


C5是IC內(nèi)部延時(shí)檢測(cè)補(bǔ)償設(shè)置端。


C5的取值大了會(huì)導(dǎo)致電壓檢測(cè)的周期加長(zhǎng),小了會(huì)導(dǎo)致電壓檢測(cè)的周期變短。


檢測(cè)周期的變化會(huì)影響電壓的采樣率,也就會(huì)影響整個(gè)產(chǎn)品各處的電流紋波,對(duì)EMC也會(huì)造成一定影響,一般選取0.01~0.1uF


7.C3,C7


前面有提到C3和C7的容量取值對(duì)輸出電壓過(guò)沖的抑制用途和維持產(chǎn)品的穩(wěn)定性。


但C3,C7的容量也不是越大越好,他會(huì)對(duì)EMC起消極用途。


C3,C7容量的加大同樣會(huì)導(dǎo)致上面第5點(diǎn)講到的峰值電流加大,所以不能盲目選擇。


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