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FLY开关电源系统PCB设计技巧_4

发表于:2019-06-10 11:28 作者:新闻小编 来源:新闻小编

EMC在电子产品/设备已经成为可靠性的重要组成部分;将越来越被重视!特别对于我们的工业消费类产品要求满足其相应的认证和出口要求,对应的国家政策也在不断完善;同时国际贸易的深化发展;EMC技术成为电子产品/设备必过的硬性指标!

目前开关电源由于其体积小,效率高在电子产品设备中被广泛应用。我的《开关电源:EMC的分析与设计》这门课程帮助了很多人都很轻松解决了开关电源中碰到的EMI问题;我再将开关电源PCB设计的思路分享给大家。

1.PCB-Layout-接地方法(FLY架构)

PCB-Layout-接地方法

初级接地规则:

A.连接方法为所有小信号GND与控制IC的GND相连后,与辅助绕组的输出电容地相连,然后与辅助绕组的地相连,再连接到Power GND(即大信号GND);

注意不好的设计容易出现EMC-Surge的问题!

B.反馈信号要独立走到IC,反馈信号的GND与IC的GND 相连。

次级接地规则:

a. 输出小信号地相连后,与输出电容的的负极相连;

b. 输出采样电阻的地要与基准源(TL431)的地相连。

2.浪涌测试例:

PCB按如下回路路径顺序IC不会出现故障;且能通过长时间及更高的Surge。

系统的共模浪涌测试是我们系统故障和IC不良的主要原因;在实际应用中,我们的电子产品通过AC供电时,也是共模雷电导致产品的故障!

① 一次侧的部分:

Ground路径顺序:大电容的Ground →Current sensor→一次侧变压器辅助绕组Vcc电容的Ground→PWM IC 外围组件的Ground→PWM IC 的Ground→光耦的地。

② 一次侧和二次侧的Y电容路径:

大电容的Ground →Y-Cap→变压器次级的Ground

③ 二次侧的部分:

二次侧Y-cap 的出脚→二次侧变压器的Ground→二次侧输出电容的Ground→输出端接地则直接回到PE端→最终没有能量到TL431的地。

从上面的设计可以看出我们的系统其重要的控制信号和关键的IC是被保护起来!

好的PCB设计思路提高了产品的Surge能力同时提高了产品的可靠性设计!

3.FLY地线(Ground) 的处理,如下图所示

4.PCB-Layout-高频走线

A.整流二级,钳位吸收二极管,MOS 管与变压器引脚,这些高频处,引线应尽可能短,layout 时避免走直角;

B.MOS 管的驱动信号,检流电阻的检流信号,到控制IC 的走线距离越短越好;

C.检流电阻与MOS 和GND 的距离应尽可能短。

5. FLY无辅助绕组电源PCB-Layout-接地方法

初级接地规则:

A.所有小信号GND与控制IC 的GND 相连后,连接到Power GND(即大信号GND);

B.反馈信号应独立走到IC,反馈信号的GND 与IC 的GND 相连。

次级接地规则:

a. 输出小信号地与相连后,与输出电容的的负极相连;

b. 输出采样电阻的地要与基准源(TL431)的地相连。

6. FLY=PCB-回路面积最小方法

7.FLY-PCB设计优化电源的可靠性设计

布局布线进行可靠性设计的技巧

--单点接地,避免回路间耦合;

--利用高频电容,缩小高频回路面积;

--通过布线,进一步地减小高频噪声;

--通过布线,尽量减小接地阻抗;

◆单点接地,避免回路间耦合

●关注最敏感的控制回路;

●控制回路、驱动回路,采样回路与功率回路的单点接地;

●辅助绕组回路的单点接地。

8. FLY-器件布局(滤波电路IC供电旁路电容)优化电源的可靠性设计

关键点:控制开关IC的负电压环节!提高电源的可靠性设计!!

更多技术设计应用及技术交流;请关注阿杜老师!

杜佐兵

电磁兼容(EMC)线上线下高级讲师

杜佐兵老师在电子行业从业近20年,是国家电工委员会高级注册EMC工程师,武汉大学光电工程学院、光电子半导体激光技术专家。目前专注于电子产品的电磁兼容设计、开关电源及LED背光驱动设计。

2019年研讨会-北京站开始和大家有缘相聚!!

《物联网与智能设备:EMI的分析与设计技巧》

技术无止境,只要肯攀登!我的追求理念:在当今这个时代,在一个领域成为专家,并不难。难的是,持续地保持在这个领域的深度。

既钻研就到极致!

(Once begin to research, persist it for extreme excellence)!!

更多应用细节 EMC知识参考文献设计:

2018年的以下设计系列内训效果非常好;关键是解决了问题,得到了正解!

任何的EMC及电子电路的可靠性设计疑难杂症;先分析再设计才是高性价比的设计!

实际应用中电子产品的EMC及电路设计涉及面比较广;我的系统理论及课程再对电子设计师遇到的实际问题 进行实战分析!先分析再设计;实现性价比最优化原则!

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