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* _2 e# i- J; z( Y1 Y1 r
开关电源设计全过程 1 目的% T2 ^* o6 J `6 Z, l r5 u @
希望以简短的篇幅,将公司目前设计的流程做介绍,若有介绍不当之处,请不吝指教.
% N2 y- T5 V5 R+ E! W2 设计步骤:% z' F! L* C! i' ~7 B& E
2.1 绘线路图、PCB Layout.
5 P. g+ { C$ x5 M6 \ 2.2 变压器计算.& p r( p2 `) |" O8 ]
2.3 零件选用.
0 H- j4 n- n2 k& c; ^ z 2.4 设计验证.* n9 o9 K; X4 b& B- a, Q0 K4 ~& S
3 设计流程介绍(以DA-14B33为例):
2 F2 J0 m1 N/ j6 A" [! M; o8 ] 3.1 线路图、PCB Layout请参考资识库中说明.
2 B6 f+ x6 x2 g. J3 A* L 3.2 变压器计算:
: A5 T* Z$ b- Y7 S9 W" c+ G" q3 \ 变压器是整个电源供应器的重要核心,所以变压器的计算及验证是很重要的,以下即就DA-14B33变压器做介绍.$ n% k+ s: Y t) L& M
3.2.1 决定变压器的材质及尺寸:' Q5 w2 Q) N: y3 Y
依据变压器计算公式
0 \* F7 q7 R- w/ m; i$ w( H( r/ l B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)6 @5 {, {6 ^; o* T7 c5 T6 @
Lp = 一次侧电感值(uH)
2 L% R" j: a: f2 R s$ p Ip = 一次侧峰值电流(A)8 r' X# m: m6 `. i
Np = 一次侧(主线圈)圈数* a( ]! n1 J: m8 W+ w( t' l) W4 |
Ae = 铁心截面积(cm2)
8 F) J0 w" w) N( h) O B(max)依铁心的材质及本身的温度来决定,以TDK Ferrite Core PC40为例,100℃时的B(max)为3900 Gauss,设计时应考虑零件误差,所以一般取3000~3500 Gauss之间,若所设计的power为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss左右,以避免铁心因高温而饱合,一般而言铁心的尺寸越大,Ae越高,所以可以做较大瓦数的Power.
Q Z8 m" b; ]4 W 3.2.2 决定一次侧滤波电容:
: O7 U6 w4 ]1 ], c9 U 滤波电容的决定,可以决定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高,可以做较大瓦数的Power,但相对价格亦较高.
; b1 o" @* F {, ?% ^( C- Z9 K 3.2.3 决定变压器线径及线数:
" w; c1 t4 L! Q T% ~0 p' G 当变压器决定後,变压器的Bobbin即可决定,依据Bobbin的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6A/mm2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温昇记录为准.
* ^0 \% n6 Z. B; {) _$ C2 o 3.2.4 决定Duty cycle (工作周期):
; y, r {" N! t* {% V' X) f) x 由以下公式可决定Duty cycle ,Duty cycle的设计一般以50%为基准,Duty cycle若超过50%易导致振荡的发生. v. U+ b1 ] X; {. H/ ?
NS = 二次侧圈数" u5 C! u R; u, R. s/ e& y
NP = 一次侧圈数
% V3 _$ y9 E& Z8 l. Y0 D Vo = 输出电压
( N3 ]- K& n" i' _ VD= 二极体顺向电压
! @+ {5 g4 C* K; J% i* s Vin(min) = 滤波电容上的谷点电压
8 z/ L* D7 _ a0 \" t$ T7 q M D =工作周期(Duty cycle)
( D% b) E4 z- D- i 3.2.5 决定Ip值:
W x) F3 H4 ~% X9 u- m4 F Ip = 一次侧峰值电流% y4 u( M5 e# h# E4 O! T' I
Iav = 一次侧平均电流
7 r! [6 Y" Q2 w( T7 L* P Pout = 输出瓦数! o3 \; ?& L. _) Q1 n3 M" \. J
效率
3 N3 `% o) l! E( y& H6 w/ j4 `" _/ H PWM震荡频率
' o! Y, S; }% ~. r 3.2.6 决定辅助电源的圈数:
0 b0 R$ u8 q/ S/ W; j4 c 依据变压器的圈比关系,可决定辅助电源的圈数及电压.7 W* S6 c* t7 a/ K6 Z
3.2.7 决定MOSFET及二次侧二极体的Stress(应力):- H$ ~1 i* i- S8 A# _$ X
依据变压器的圈比关系,可以初步计算出变压器的应力(Stress)是否符合选用零件的规格,计算时以输入电压264V(电容器上为380V)为基准. 3.2.8 其它:0 w. U. ?# \8 S, @
若输出电压为5V以下,且必须使用TL431而非TL432时,须考虑多一组绕组提供Photo coupler及TL431使用.$ J1 P6 [4 N% p
3.2.9 将所得资料代入 公式中,如此可得出B(max),若B(max)值太高或太低则参数必须重新调整.
3 e% U1 l9 }9 {7 A# R3 T 3.2.10 DA-14B33变压器计算:6 f! z% }3 r2 s, K7 B; S
输出瓦数13.2W(3.3V/4A),Core = EI-28,可绕面积(槽宽)=10mm,Margin Tape =? 2.8mm(每边),剩余可绕面积=4.4mm.; _* J9 j2 k, _6 \: u
假设fT = 45 KHz ,Vin(min)=90V,? =0.7,P.F.=0.5(cosθ),Lp=1600 Uh% l/ Q- W5 _% U* e0 Z; k) F& F X
计算式:
R4 ~3 d. B* Y3 D 变压器材质及尺寸:l
0 A# V, f% R. [; {6 | 由以上假设可知材质为PC-40,尺寸=EI-28,Ae=0.86cm2,可绕面积(槽宽)=10mm,因Margin Tape使用2.8mm,所以剩余可绕面积为4.4mm.
) i1 x6 j7 u# p! } P2 ^, D 假设滤波电容使用47uF/400V,Vin(min)暂定90V.
a/ G' s- Y* r9 d0 }4 \ 决定变压器的线径及线数:4 d, B" O( c% O) z% c9 |" X/ I5 s
假设NP使用0.32ψ的线
% _9 }/ D7 t1 G6 ~7 { 电流密度=$ s1 v) S$ L' }8 B
可绕圈数=
8 t& d. w" D# Y1 j3 ?1 n 假设Secondary使用0.35ψ的线
1 y8 X: {. g5 F 电流密度=2 j; m* e) C3 z% p1 p: f8 c
假设使用4P,则3 J' Q' e- ~; z8 V/ G
电流密度=( Z/ v- W( f Z
可绕圈数=
6 y! w# w! ^# o+ u 决定Dutyl cycle:; B' c4 c) u, {0 k4 A& O3 l6 i
假设Np=44T,Ns=2T,VD=0.5(使用schottky Diode)
' T, h- q& e# _. s2 e3 j3 M$ ]5 w 决定Ip值:
# X5 n7 a4 Q5 i' W" @% X 决定辅助电源的圈数:
# c- n! t$ P8 e2 @ 假设辅助电源=12V& n. f" N5 `8 M$ b
NA1=6.3圈/ i$ g& z- W' X* A8 K- e# e; b
假设使用0.23ψ的线9 K$ `+ C$ g5 e9 R
可绕圈数=+ p6 l2 M2 c9 W9 W# I
若NA1=6Tx2P,则辅助电源=11.4V7 s& J, \1 W" k! ]- p- U
决定MOSFET及二次侧二极体的Stress(应力):1 ?; Y7 W8 {* u$ x
MOSFET(Q1) =最高输入电压(380V)+ =( g% _. e9 y( Y) ~& T6 Z
=463.6V1 o2 h! }& f M* s* o* V& Z2 Z* U
Diode(D5)=输出电压(Vo)+ x最高输入电压(380V)=
. \& J' k0 {: `, x0 G& d' `5 w =20.57V
0 n7 m0 _+ l* S" Q6 `1 m; U Diode(D4)=" R! I% [7 j4 R1 G) m- A) t# r
= =41.4V
; |9 Z3 S x% H" V' u; R4 J6 @其它:
7 [5 D# h. I1 P* b 因为输出为3.3V,而TL431的Vref值为2.5V,若再加上photo coupler上的压降约1.2V,将使得输出电压无法推动Photo coupler及TL431,所以必须另外增加一组线圈提供回授路径所需的电压.
% H9 x3 O0 B: T- z 假设NA2 = 4T使用0.35ψ线,则
. {; W# p5 T' w: N% J 可绕圈数= ,所以可将NA2定为4Tx2P 8 a2 D5 Z8 ?0 A' n
变压器的接线图: 3.3 零件选用:
: ]& a' G9 D1 r, L* X 零件位置(标注)请参考线路图: (DA-14B33 Schematic)
) G. x/ J& F7 u+ ]) ?7 m* C3 R 3.3.1 FS1:
# y7 R' s- m9 J 由变压器计算得到Iin值,以此Iin值(0.42A)可知使用公司共用料2A/250V,设计时亦须考虑Pin(max)时的Iin是否会超过保险丝的额定值.; r* `* W4 s5 ~& c3 S- u9 @
3.3.2 TR1(热敏电阻):6 U4 }# c* a: Y/ E# d7 Y
电源启动的瞬间,由於C1(一次侧滤波电容)短路,导致Iin电流很大,虽然时间很短暂,但亦可能对Power产生伤害,所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻,以限制开机瞬间Iin在Spec之内(115V/30A,230V/60A),但因热敏电阻亦会消耗功率,所以不可放太大的阻值(否则会影响效率),一般使用SCK053(3A/5Ω),若C1电容使用较大的值,则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的Power上).$ c+ U* T j) @, o L. s5 p
3.3.3 VDR1(突波吸收器):
* P0 K& _, Z5 ]1 U* j7 {0 ^: S 当雷极发生时,可能会损坏零件,进而影响Power的正常动作,所以必须在靠AC输入端 (Fuse之後),加上突波吸收器来保护Power(一般常用07D471K),但若有价格上的考量,可先忽略不装.# Q5 ~2 N* \) W* M3 H
3.3.4 CY1,CY2(Y-Cap):0 f% p6 t6 ]" Y' b. Y: n, f3 {# k& I2 b
Y-Cap一般可分为Y1及Y2电容,若AC Input有FG(3 Pin)一般使用Y2- Cap , AC Input若为2Pin(只有L,N)一般使用Y1-Cap,Y1与Y2的差异,除了价格外(Y1较昂贵),绝缘等级及耐压亦不同(Y1称为双重绝缘,绝缘耐压约为Y2的两倍,且在电容的本体上会有“回”符号或注明Y1),此电路因为有FG所以使用Y2-Cap,Y-Cap会影响EMI特性,一般而言越大越好,但须考虑漏电及价格问题,漏电(Leakage Current )必须符合安规须求(3Pin公司标准为750uA max).& Y& y# n& b+ d
3.3.5 CX1(X-Cap)、RX1:
" c- p( p2 h1 K8 r4 G& L X-Cap为防制EMI零件,EMI可分为Conduction及Radiation两部分,Conduction规范一般可分为: FCC Part 15J Class B 、 CISPR 22(EN55022) Class B 两种 , FCC测试频率在450K~30MHz,CISPR 22测试频率在150K~30MHz, Conduction可在厂内以频谱分析仪验证,Radiation 则必须到实验室验证,X-Cap 一般对低频段(150K ~ 数M之间)的EMI防制有效,一般而言X-Cap愈大,EMI防制效果愈好(但价格愈高),若X-Cap在0.22uf以上(包含0.22uf),安规规定必须要有泄放电阻(RX1,一般为1.2MΩ 1/4W).: `/ x, E. E1 H
3.3.6 LF1(Common Choke):! }( t, y8 I+ z
EMI防制零件,主要影响Conduction 的中、低频段,设计时必须同时考虑EMI特性及温昇,以同样尺寸的Common Choke而言,线圈数愈多(相对的线径愈细),EMI防制效果愈好,但温昇可能较高./ b' {1 s, l% ]" Q5 \8 ~
3.3.7 BD1(整流二极体):7 f$ }% q$ [0 q
将AC电源以全波整流的方式转换为DC,由变压器所计算出的Iin值,可知只要使用1A/600V的整流二极体,因为是全波整流所以耐压只要600V即可.
. L- \. q7 M& Y8 j( T5 |( Q 3.3.8 C1(滤波电容):" Z4 E( O; J: T& e( s8 N
由C1的大小(电容值)可决定变压器计算中的Vin(min)值,电容量愈大,Vin(min)愈高但价格亦愈高,此部分可在电路中实际验证Vin(min)是否正确,若AC Input 范围在90V~132V (Vc1 电压最高约190V),可使用耐压200V的电容;若AC Input 范围在90V~264V(或180V~264V),因Vc1电压最高约380V,所以必须使用耐压400V的电容.
6 }! B9 z( c% O6 V, h. V- T2 T Re:开关电方设计过祘 3.3.9 D2(辅助电源二极体):
4 f6 Y: l. Q* J9 G 整流二极体,一般常用FR105(1A/600V)或BYT42M(1A/1000V),两者主要差异:
5 R& j/ l# {) Y" }; J6 _ 1. 耐压不同(在此处使用差异无所谓)
( J- Z3 u- L) J5 U 2. VF不同(FR105=1.2V,BYT42M=1.4V)
# V! E' I; S' ?9 Z. N 3.3.10 R10(辅助电源电阻):
* \5 R" X* K. K 主要用於调整PWM IC的VCC电压,以目前使用的3843而言,设计时VCC必须大於8.4V(Min. Load时),但为考虑输出短路的情况,VCC电压不可设计的太高,以免当输出短路时不保护(或输入瓦数过大).: d7 S1 k1 @5 p8 W# ~
3.3.11 C7(滤波电容):
5 }/ \5 u; r# p3 m1 g 辅助电源的滤波电容,提供PWM IC较稳定的直流电压,一般使用100uf/25V电容.
: g1 K5 t, G) w& _- E# V 3.3.12 Z1(Zener 二极体):
/ ]- y+ D* h8 _0 _ 当回授失效时的保护电路,回授失效时输出电压冲高,辅助电源电压相对提高,此时若没有保护电路,可能会造成零件损坏,若在3843 VCC与3843 Pin3脚之间加一个Zener Diode,当回授失效时Zener Diode会崩溃,使得Pin3脚提前到达1V,以此可限制输出电压,达到保护零件的目的.Z1值的大小取决於辅助电源的高低,Z1的决定亦须考虑是否超过Q1的VGS耐压值,原则上使用公司的现有料(一般使用1/2W即可).2 n3 z! `2 {/ W" m
3.3.13 R2(启动电阻):* r6 {! b# g9 x( h7 ]3 o$ W
提供3843第一次启动的路径,第一次启动时透过R2对C7充电,以提供3843 VCC所需的电压,R2阻值较大时,turn on的时间较长,但短路时Pin瓦数较小,R2阻值较小时,turn on的时间较短,短路时Pin瓦数较大,一般使用220KΩ/2W M.O..
) U2 {( l x# V 3.3.14 R4 (Line Compensation):5 }* B1 q. H: s: H" W" X
高、低压补偿用,使3843 Pin3脚在90V/47Hz及264V/63Hz接近一致(一般使用750KΩ~1.5MΩ 1/4W之间).1 \/ X0 {+ B" M% F7 c
3.3.15 R3,C6,D1 (Snubber):9 [3 r& _) P6 N3 b; o( j9 H
此三个零件组成Snubber,调整Snubber的目的:1.当Q1 off瞬间会有Spike产生,调整Snubber可以确保Spike不会超过Q1的耐压值,2.调整Snubber可改善EMI.一般而言,D1使用1N4007(1A/1000V)EMI特性会较好.R3使用2W M.O.电阻,C6的耐压值以两端实际压差为准(一般使用耐压500V的陶质电容).# x5 h7 p7 E( m3 Q
3.3.16 Q1(N-MOS):2 j6 ^! o8 m7 u" O7 ?, ^. b3 ]
目前常使用的为3A/600V及6A/600V两种,6A/600V的RDS(ON)较3A/600V小,所以温昇会较低,若IDS电流未超过3A,应该先以3A/600V为考量,并以温昇记录来验证,因为6A/600V的价格高於3A/600V许多,Q1的使用亦需考虑VDS是否超过额定值.
6 P, N( g+ j# h. k% Z. N! E! v0 V7 C 3.3.17 R8:& J9 O3 }8 i; S7 a) W
R8的作用在保护Q1,避免Q1呈现浮接状态.
4 L0 _4 b0 F& f8 Z1 A& d 3.3.18 R7(Rs电阻):: x4 n2 O$ Z4 A& y6 M
3843 Pin3脚电压最高为1V,R7的大小须与R4配合,以达到高低压平衡的目的,一般使用2W M.O.电阻,设计时先决定R7後再加上R4补偿,一般将3843 Pin3脚电压设计在0.85V~0.95V之间(视瓦数而定,若瓦数较小则不能太接近1V,以免因零件误差而顶到1V).
3 H3 n/ M8 t% q7 M" J3.3.19 R5,C3(RC filter):
4 j, o! Q4 S5 ~* H9 W E. h# U 滤除3843 Pin3脚的杂讯,R5一般使用1KΩ 1/8W,C3一般使用102P/50V的陶质电容,C3若使用电容值较小者,重载可能不开机(因为3843 Pin3瞬间顶到1V);若使用电容值较大者,也许会有轻载不开机及短路Pin过大的问题.- D6 `0 K" S0 P
3.3.20 R9(Q1 Gate电阻 ): }/ P$ S" `5 O# y
R9电阻的大小,会影响到EMI及温昇特性,一般而言阻值大,Q1 turn on / turn off的速度较慢,EMI特性较好,但Q1的温昇较高、效率较低(主要是因为turn off速度较慢);若阻值较小, Q1 turn on / turn off的速度较快,Q1温昇较低、效率较高,但EMI较差,一般使用51Ω-150Ω 1/8W.1 ]) s# a: [* B1 G
3.3.21 R6,C4(控制振荡频率):
[2 M* G- {5 Z$ g' a5 K 决定3843的工作频率,可由Data Sheet得到R、C组成的工作频率,C4一般为10nf的电容(误差为5%),R6使用精密电阻,以DA-14B33为例,C4使用103P/50V PE电容,R6为3.74KΩ 1/8W精密电阻,振荡频率约为45 KHz.' Q6 W+ q, C: ~' ]( ~
3.3.22 C5:
8 J8 a {$ ]( q6 _, W1 f) Q 功能类似RC filter,主要功用在於使高压轻载较不易振荡,一般使用101P/50V陶质电容.
* s% k9 o5 J0 g2 x 3.3.23 U1(PWM IC):, B) W$ ?8 b1 n% Q
3843是PWM IC的一种,由Photo Coupler (U2)回授信号控制Duty Cycle的大小,Pin3脚具有限流的作用(最高电压1V),目前所用的3843中,有KA3843(SAMSUNG)及UC3843BN(S.T.)两种,两者脚位相同,但产生的振荡频率略有差异,UC3843BN较KA3843快了约2KHz,fT的增加会衍生出一些问题(例如:EMI问题、短路问题),因KA3843较难买,所以新机种设计时,尽量使用UC3843BN.* L1 {2 j; p' W a& V
3.3.24 R1、R11、R12、C2(一次侧回路增益控制):
- ?. ^$ _, K8 n 3843内部有一个Error AMP(误差放大器),R1、R11、R12、C2及Error AMP组成一个负回授电路,用来调整回路增益的稳定度,回路增益,调整不恰当可能会造成振荡或输出电压不正确,一般C2使用立式积层电容(温度持性较好).( `- q1 d' K: q3 ]. C$ z) k
3.3.25 U2(Photo coupler)
8 l5 j% m3 d, \5 b$ e# U# x% z6 m 光耦合器(Photo coupler)主要将二次侧的信号转换到一次侧(以电流的方式),当二次侧的TL431导通後,U2即会将二次侧的电流依比例转换到一次侧,此时3843由Pin6 (output)输出off的信号(Low)来关闭Q1,使用Photo coupler的原因,是为了符合安规需求(primacy to secondary的距离至少需5.6mm).
6 G2 ?, Q" k( X, a 3.3.26 R13(二次侧回路增益控制):) e: v8 A5 U4 d8 n
控制流过Photo coupler的电流,R13阻值较小时,流过Photo coupler的电流较大,U2转换电流较大,回路增益较快(需要确认是否会造成振荡),R13阻值较大时,流过Photo coupler的电流较小,U2转换电流较小,回路增益较慢,虽然较不易造成振荡,但需注意输出电压是否正常.9 ~7 _% m; y0 i! P( d
3.3.27 U3(TL431)、R15、R16、R183 x. g- l. V B8 w) O
调整输出电压的大小, ,输出电压不可超过38V(因为TL431 VKA最大为36V,若再加Photo coupler的VF值,则Vo应在38V以下较安全),TL431的Vref为2.5V,R15及R16并联的目的使输出电压能微调,且R15与R16并联後的值不可太大(尽量在2KΩ以下),以免造成输出不准.& q( B6 _% y( ~& G
3.3.28 R14,C9(二次侧回路增益控制):5 \/ g# Z) K* r0 e# {
控制二次侧的回路增益,一般而言将电容放大会使增益变慢;电容放小会使增益变快,电阻的特性则刚好与电容相反,电阻放大增益变快;电阻放小增益变慢,至於何谓增益调整的最佳值,则可以Dynamic load来量测,即可取得一个最佳值. 3.3.29 D4(整流二极体):. p% y" O# L1 l; r. c
因为输出电压为3.3V,而输出电压调整器(Output Voltage Regulator)使用TL431(Vref=2.5V)而非TL432(Vref=1.25V),所以必须多增加一组绕组提供Photo coupler及TL431所需的电源,因为U2及U3所需的电流不大(约10mA左右),二极体耐压值100V即可,所以只需使用1N4148(0.15A/100V).
/ h2 l) c: A6 ]" K 3.3.30 C8(滤波电容):2 [: g- u" k: s3 S3 g$ x/ M
因为U2及U3所需的电流不大,所以只要使用1u/50V即可.9 N7 r1 Q ^% _+ V
3.3.31 D5(整流二极体):5 l3 v3 y! Z% T
输出整流二极体,D5的使用需考虑:
. G* u& \" o/ i a. 电流值
7 S9 A) u, u" d: ^; L- E3 ^: j, r* C b. 二极体的耐压值9 t, L1 X. z: K" t8 b& X) I
以DA-14B33为例,输出电流4A,使用10A的二极体(Schottky)应该可以,但经点温昇验证後发现D5温度偏高,所以必须换为15A的二极体,因为10A的VF较15A的VF 值大.耐压部分40V经验证後符合,因此最後使用15A/40V Schottky.
+ L4 g* ]1 X# i" F' o" `( ] 3.3.32 C10,R17(二次侧snubber) :
& G6 v; s) n' F( k$ E1 {! s D5在截止的瞬间会有spike产生,若spike超过二极体(D5)的耐压值,二极体会有被击穿的危险,调整snubber可适当的减少spike的电压值,除保护二极体外亦可改善EMI,R17一般使用1/2W的电阻,C10一般使用耐压500V的陶质电容,snubber调整的过程(264V/63Hz)需注意R17,C10是否会过热,应避免此种情况发生.
+ Y# m; _+ Q3 \ 3.3.33 C11,C13(滤波电容):# z/ W" Q; X' {4 U: _' g& w
二次侧第一级滤波电容,应使用内阻较小的电容(LXZ,YXA…),电容选择是否洽当可依以下三点来判定:
$ Z6 y% y, c2 h" y7 O a. 输出Ripple电压是符合规格
2 A& M( S3 @1 c1 f. {' D b. 电容温度是否超过额定值
1 Z) b+ ]+ }( O" k% N1 T8 { c. 电容值两端电压是否超过额定值
: W: u/ @6 t- q2 Z E3 t- ?6 W' x: s( m) S" C 3.3.34 R19(假负载):
7 V- o( |# W t. ? 适当的使用假负载可使线路更稳定,但假负载的阻值不可太小,否则会影响效率,使用时亦须注意是否超过电阻的额定值(一般设计只使用额定瓦数的一半).
3 B5 d3 {" ^ N% T' U( W7 @3 O 3.3.35 L3,C12(LC滤波电路):
: S: \: I0 @! p LC滤波电路为第二级滤波,在不影响线路稳定的情况下,一般会将L3 放大(电感量较大),如此C12可使用较小的电容值. P ]0 c; ?6 ^" K) c) b
4 设计验证 可分为三部分)
! ]' Y0 P/ [, k2 Q; R a. 设计阶段验证% k, N3 ~' p; U1 z) W
b. 样品制作验证3 F) j& y2 [, U) \
c. QE验证
: }, f# `4 R/ U1 ? 4.1 设计阶段验证
8 \4 L1 D# {) p- z 设计实验阶段应该养成记录的习惯,记录可以验证实验结果是否与电气规格相符,以下即就DA-14B33设计阶段验证做说明(验证项目视规格而定).
& O+ V: C7 d; e" W6 Z& [( L5 M) z 4.1.1 电气规格验证:4 E: m7 ^5 Y/ y2 {- u) A8 w
4.1.1.1 3843 PIN3脚电压(full load 4A) :, G- J/ ^7 f( v1 d
90V/47Hz = 0.83V* _' c3 F! n' m, S8 _
115V/60Hz = 0.83V
0 [* H6 o! g0 _0 `; B) _. h 132V/60Hz = 0.83V0 k* V$ w B& K; ?
180V/60Hz = 0.86V
/ I/ ]& o- `" V* K7 n9 e9 \ 230V/60Hz = 0.88V7 `# G/ j, j% L6 p. p" i' Y$ q
264V/63Hz = 0.91V7 I+ g' {0 B; o
4.1.1.2 Duty Cycle , fT:
2 I* n# t, U1 { 4.1.1.3 Vin(min) = 100V (90V / 47Hz full load)$ x; b u" v7 A8 q, f& v" F% V
4.1.1.4 Stress (264V / 63Hz full load) :
8 U7 u6 C- o: H) H5 a$ J$ p, V' S Q1 MOSFET:
& B) E0 V( m w0 u5 m" g! \; d9 r$ Z, |
4.1.1.5 辅助电源(开机,满载)、短路Pin max.:
' Z; c/ |! |& X1 i) n4 S 4.1.1.6 Static (full load)
9 t, m4 x* z8 D2 p# U$ g Pin(w) Iin(A) Iout(A) Vout(V) P.F. Ripple(mV) Pout(w) eff
' J9 ?" s+ Q4 ^( [/ @! { 90V/47Hz 18.7 0.36 4 3.30 0.57 32 13.22 70.7& L& @( ~- D0 g
115V/60Hz 18.6 0..31 4 3.30 0.52 28 13.22 71.1
' s8 x1 }6 E# r* s2 h9 w 132V/60Hz 18.6 0.28 4 3.30 0.50 29 13.22 71.1/ f. P7 v# h3 t2 X+ g( L" F
180V/60Hz 18.7 0.21 4 3.30 0.49 30 13.23 70.7
5 S; s1 G: k8 x9 H2 S# M# c 230V/60Hz 18.9 0.18 4 3.30 0.46 29 13.22 69.9+ `/ d+ q9 S, R, p( ]5 u
264V/60Hz 19.2 0.16 4 3.30 0.45 29 13.23 68.9# D9 o, q7 \. p r0 o0 ^: L( H
4.1.1.7 Full Range负载(0.3A-4A)
9 ~9 n) e# H3 b$ ? (验证是否有振荡现象)
* y C3 u' n) w 4.1.1.8 回授失效(输出轻载)4 F( ^8 ]9 w+ @$ c2 Z* ?6 W! M
Vout = 8.3Vê90V/47Hz
1 ?3 H$ b. d' O5 o* A# m+ A Vout = 6.03Vê264V/63Hz' P# z% x) T# ~ A) u
4.1.1.9 O.C.P.(过电流保护)
9 l9 o: e, c% C) y& u, h5 Y 90V/47Hz = 7.2A
# o% W4 A: _0 }( l+ n 264V/63Hz = 8.4A
8 J9 G; S ?4 }6 { 4.1.1.10 Pin(max.)
( B8 D4 Y8 I! |- V 90V/47Hz = 24.9W `! _" t/ B( K2 Z2 \! [
264V/63Hz = 27.1W
% Y `9 K1 A7 f7 E 4.1.1.11 Dynamic test
0 n+ ? `2 b5 S! x% { H=4A,t1=25ms,slew Rate = 0.8A/ms (Rise)
- y* s7 |# H7 F4 @2 W# T L=0.3A,t2=25ms,slew Rate = 0.8A/ms (Full)- i% o* [* a4 b$ \8 w
90V/47Hz: k7 N# R8 z/ ~' X- _0 e" k
264V/63Hz1 f1 S: l* p# f) u* _
4.1.1.12 HI-POT test:% s) a* f; z' F1 z$ c. Z9 r
HI-POT test一般可分为两种等级:
9 e9 f0 l; o b, l 输入为3 Pin(有FG者),HI-POT test为1500Vac/1? minute.Y-CAP使用Y2-CAP
# l0 L* V; ~. [& p, N% B% A 输入为2 Pin(无FG者),HI-POT test为3000Vac/1? minute.Y-CAP使用Y1-CAP
8 F& L' F! S/ n% @ DA-14B33属於输入3 PIN HI-POT test 为1500Vac/1 minute.
# c9 j( G2 j [7 c 4.1.1.13 Grounding test:
, ?- m% o) i+ Q4 P+ w 输入为3 Pin(有FG者),一般均要测接地阻(Grounding test),安规规定FG到输出线材(输出端)的接地电阻不能超过100MΩ(2.5mA/3 Second).$ u$ l+ X# V, ^& o- ~
4.1.1.14 温昇记录
* H9 i# F5 i3 g- L$ Y f 设计实验定案後(暂定),需针对整体温昇及EMI做评估,若温昇或EMI无法符合规格,则需重新实验.温昇记录请参考附件,D5原来使用BYV118(10A/40V Schottky barrier 肖特基二极管 ),因温昇较高改为PBYR1540CTX(15A/40V).9 v: z. e: L. W! _
4.1.1.15 EMI测试:$ I: n6 A+ ]# U' M
EMI测试分为二类:
& D4 \# k* a; D" `7 k6 _' Z) T+ A Conduction(传导干扰)2 G4 J# B4 E- j/ d1 `+ I
Radiation(幅射干扰)& H; a- L. f8 O/ A) }
前者视规范不同而有差异(FCC : 450K - 30MHz,CISPR 22 :150K - 30MHz),前者可利用厂内的频谱分析仪验证;後者(范围由30M - 300MHz,则因厂内无设备必须到实验室验证,Conduction,Radiation测试资料请参考附件) .
( N+ a; J8 c# N: C6 A. v 4.1.1.16 机构尺寸:
+ v. ]9 F$ r3 ~ 设计阶段即应对机构尺寸验证,验证的项目包括 : PCB尺寸、零件限高、零件禁置区、螺丝孔位置及孔径、外壳孔寸….,若设计阶段无法验证,则必须在样品阶段验证.
% Z9 `! S0 c) x3 o u+ _ F" @ 4.1.2 样品验证:
' a7 V, q7 O ]& U/ N 样品制作完成後,除温昇记录、EMI测试外(是否需重新验证,视情况而定),每一台样品都应经过验证(包括电气及机构尺寸),此阶段的电气验证可以以ATE(Chroma)测试来完成,ATE测试必须与电气规格相符.
. I3 L% k6 P; p" e) E, m 4.1.3 QE验证:' W, i# @( ^5 A: z6 h
QE针对工程部所提供的样品做验证,工程部应提供以下交件及样品供QE验证. * S' s* a! }4 [! U
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发表于 2019-6-26 09:57
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