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电源电路3 ]& ~2 }; I; _4 \
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5 V2 y1 Q6 j8 D& Z电源电路设计中,功能性设计主要考虑温升和纹波大小。温升大小由结构散热和效率决定;输出纹波除了采用输出滤波外,输出滤波电容的选取也很关键:大电容一般采用低ESR电容,小电容采用0.1UF和1000pF共用。电源电路设计中,电磁兼容设计是关键设计。主要涉及的电磁兼容设计有:传导发射和浪涌。, ]) n9 y( n4 s& A" U2 y/ A3 W
传导发射设计一般采用输入滤波器方式。外部采购的滤波器内部电路一般采用下列电路:- L* v8 j+ R% p: y6 x3 I6 b
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Cx1和Cx2为X电容,防止差模干扰。差模干扰大时,可增加其值进行抑制;Cy1和Cy2为Y电容,防止共模干扰。共模干扰大时,可增加其值进行抑制。需要注意的是,如自行设计滤波电路,Y电容不可设计在输入端,也不可双端都加Y电容。
% C/ ]: W( U" W5 w2 d: V: H浪涌设计一般采用压敏电阻。差模可根据电源输入耐压选取;共模需要电源输入耐压和产品耐压测试综合考虑。- ?5 z+ e; @7 Y) R7 j7 c' V0 a8 ~& i; v# _" I) w& Z4 F# d
当浪涌能量大时,也可考虑压敏电阻(或TVS)与放电管组合设计。+ J( k0 M5 w+ `: @6 B' T- P
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9 y w' d4 c) P, t$ \1电源输入部分的EMC设计+ J! L) t- p* [' `! _+ n6 x* Q
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应遵循①先防护后滤波;②CLASS B规格要求的电源输入端推荐两级滤波电路,且尽量靠近输入端;③在电源输入端滤波电路前和滤波电路中无采样电路和其它分叉电路;如果一定有采样电路,采样电路应额外增加了足够的滤波电路。, a$ Q' V# b5 l9 \" r8 S6 L
原因说明:4 `7 M2 X4 Y. ~7 V
①先防护后滤波:
3 x9 N/ N! w1 C6 w, d- d& L# L3 n第一级防护器件应在滤波器件之前,防止滤波器件在浪涌、防雷测试中损坏,或导致滤波参数偏离,第二级保护器件可以放在滤波器件的后面;选择防护器件时,还应考虑个头不要太大,防止滤波器件在PCB布局时距离接口太远,起不到滤波效果。
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2 {; n7 n2 c6 A/ ^②CLASS B规格要求的电源输入端推荐两级滤波电路,且尽量靠近输入端:
% f; i A; ]: z8 U+ Q: K A1 hCLASSB要求比CLASS A要求小10dB,即小3倍,所以应有两级滤波电路;CLASSA规格要求至少一级滤波电路;所谓一级滤波电路指包含一级共模电感的滤波电路。# J' x9 @+ m% I) p: h; z
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% h: i, t$ ~7 r- f③在电源输入端滤波电路前和滤波电路中无采样电路和其它分叉电路;如果一定有采样电路,采样电路应额外增加了足够的滤波电路:3 V# t7 {) Q, O" W! _+ {8 [# Z/ ^4 p: d! v& Q) s: w5 x( v
电源采样电路应从滤波电路后取;+ J' j1 P m! r! e# ~8 w0 F$ u
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4 N" i2 K* s( G3 G/ L. \4 ^如果采用电路精度很高,必须从电源输入口进行采样时,必须增加额外滤波电路。- L/ E8 k4 O3 ]' s& h9 V
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2电源输出部分的EMC设计
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应遵循①电源模块输出一定要求有滤波措施,推荐使用共模电感或差模电感;②长距离电源走线是否预留足够电容组10uF/0.1uF或1uF/0.01uF,应考虑PCB板每间隔187.5px放置一对。+ g5 y3 @1 A0 q( H# v) k$ r
+ m5 C+ K. `( Q! C% z0 F原因说明:
6 t: l& n( C8 W: T3 _; T, Q# Q①电源模块输出一定要求有滤波措施,推荐使用共模电感或差模电感:' D7 R% p2 q$ u7 v9 D! B9 G K: F( e8 e1 k3 O% @7 [* Y3 s
用共模电感进行滤波,防止开关电源的噪声串到整个单板的电源、地上;* F' c6 [+ i1 N7 w- E: G) `9 E G
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: C/ s7 A& a+ r/ G$ V用磁珠进行滤波,防止开关电源的噪声串到整个单板的电源、地上;
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t: V8 G" a* n在电源输出端设计Y电容时,需斟酌,如有螺钉可使Y电容就近接地时,可考虑增加,否则不用。% P3 u) }/ Y; N1 `5 @3 @
②长距离电源走线是否预留足够电容组10uF/0.1uF或1uF/0.01uF,应考虑PCB板每间隔187.5px放置一对:* g! Y6 J/ w l$ s& n7 f
. d/ D- w0 \, ?9 I) N0 I当电源模块有多路电源输出时,比如提供给通讯接口的通讯电源、地,提供给传感器供电的12V、24V电源、地,提供给继电器驱动用的12V电源、地,均会存在长距离走线问题,为了使电源、地之间的阻抗最小,且回路最小,应每隔187.5px增加一对电容。3 J9 Z5 @9 g9 H# g7 r0 V
3电源转换芯片的EMC设计
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应遵循电源转换芯片输入输出端应并联BULK电容和去耦电容;电容容值应依据芯片手册推荐,或者依据驱动能力来估算;开关转换芯片输出应考虑磁珠进行滤波。
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