注册登录

Layout 对开关电源的重要性

如今的电源市场,拼体积、拼价格、拼性能,如何做到这3点?这就需要一个经验丰富的 Layout 工程师。

小弟起步比较低,没有什么系统的学习,以前以为了解器件,学好原理就行,后来开始自己 Layout 才发现,画板对开关电源的重要性。因为小弟 Layout 自学为主,碰到的实际问题比较多。不论经验还是教训,今天也分享一下自己的心得体会。

No.1

静电打坏 IC

1. VCC 电容跟 VCC 脚越近越好

如下图 VCC 电容与 IC 脚太远,静电和耐压都会打坏 IC,当然这还要看芯片的抗 ESD 能力。

微信图片_20191008145245.jpg


2. 单点接地,静电和耐压的回路是一样的

首先我们搞清楚它的回路基本就清晰了,主要2个部分:

▫ Y 电容

▫ 变压器初次级寄生电容

所以这2个器件的地在允许的情况下尽量单点接地,防止打坏 IC。

微信图片_20191008145252.jpg

3. 10KV 空气没事,15KV 直接炸机

后来师傅出了个注意,拉窗帘关灯在下图红色部分,Y 电容的地一个欢快的小火花颠到了 MOS,也就是说 15KV 要更远的距离,后来把开槽又拉了一部分装绝缘片隔离 OK 了。

微信图片_20191008145300.png

4. 放电针

不要小看了一个小小的放电针,关键的时候大作用,我有实际看过,如下图在一个黑暗的房间内,打 15KV 静电,两端放电拉弧产生一个火花消耗掉。要注意安规距离哦。

微信图片_20191008145303.png

No.2 Layout 对温度的影响

如果说一个画板经验丰富的工程师和一个比较业余的做出来的温度相差 10-20 度,你信嘛?我信了。

1. 肖特基温度高

换封装加电流改匝比换品牌,其实 Layout 也是可以解决的,把肖特基阳极接到母座上,利用母座散热肖特基温度可以下来10度作用。

微信图片_20191008145306.jpg

接上图,肖特基温度下来了,母座有所提高,变压器和 MOS 靠母座太近,也可以理解为功率器件之间距离太近,大家知道变压器 MOS 肖特基啊这些功率器件,在越恶化的环境中性能越差导致温度更高。

如下图二者分开和靠近,肖特基和内置 MOS 的 IC 温度相差7度。

微信图片_20191008145309.jpg

2 利用一切可利用的散热

经常听到某 IC FAE 说我们这颗 IC 温度100度,而实际做出来120度,这就看画板了。

车充、开窗、加厚铜箔、利用负极弹片把热导出。原本125度,上面三点加进去可降低20度。

Q2 同步整流,开窗直接接到负极弹片,Q1 开关管,U1 IC 原理 Q1、Q2。

微信图片_20191008145311.jpg

130度的图也上一下。这个板 Q1 125度,Q2  134度,IC 120度,电感120度。  

微信图片_20191008145314.png

最短距离8.5左右,当时的绝缘片只包到 MOS,G 极。

微信图片_20191008145317.png

No.3 纹波的影响

纹波大家都知道影响这一点的就是减小电容的 ESR,加大容量,加差模电感减小纹波电流组成π滤波。上面说到,降低成本,办法总比问题多,先检查板子。

先看下面这个板子,CN1 纹波 90mV,CN2 纹波 150mV。仔细看下面蓝色线勾勒出来的地方环路面积太大,把 CE3 放在2个 USB 的中间,纹波都降到 100mV,实际有困难的话,可以在 CN2 端再加一个小电容。

微信图片_20191008145322.png

不要超捷径要按顺序走,看下图,电流的方向直接忽略的电容的地,纹波近 300mV,我们试着把变压器的地接到 C4 地。再看电流的走向一个完整的回路,纹波降到 73mV。

微信图片_20191008145327.png微信图片_20191008145330.png

在必须加 π 滤波的时候也要注意。差模电感前面的电容要大于或者等于或者的容量,否则容易引起震荡。

微信图片_20191008145332.png

整流肖特基要靠近滤波电容否则也容易产生震荡,有碰到一次严重的高压炸机。就是下面这幅图曾经把我炸的心力憔悴。

微信图片_20191008145336.png

No.14 关于 EMI

EMI 日常中我们调试无非就是吸收,加共模,X 电容,变压器屏蔽。其实画板也可以解决很多问题。

1. MOS 与变压器太近

传导 NG,这很容易分辨,平均值很多地方超峰峰值也很多地方超。把 MOS 和 LN 拉开距离基本就解决。

微信图片_20191008145338.png

2. 变压器和 LN 太近

同样传导 NG,峰峰值平均值很多地方超,往往基于结构的弊端没有办法而为之。是的变压器加屏蔽可以解决,可以试着把变压器反馈和次级反着绕。一般也能解决这一成本就省下来了。

微信图片_20191008145341.png


3. Y 电容的接点

如下图 Y 电容的地直接接大电容的地还是变压器的地2种效果或者输出的低还是正,这个没有硬指标完全看实际效果,在很多时候还是很明显的效果,这里聊一下 Y 电容最好还是加充电器最好还是加上可以减少纹波噪声,减少手机干扰,适配器的话就看情况了,比如机顶盒加了反而会有干扰。

微信图片_20191008145344.png


4. 车充

比较明显的一点就是,续流二极管的阳极接输入点解的地效果还是很明显的。

微信图片_20191008145346.png

不要用母座作为走线,阻抗大影响效率,有做过实验影响0.5个点。

微信图片_20191008145349.png

海拔5000m,目前我们做认证就是 CCC 碰到过着这个要求,主要区别就是空气爬电,初次级都要满足6.4mm。

微信图片_20191008145351.png

线要跟半边距离大于0.8mm,给大家看一张图,几乎贴板了,实物成这样了只有0.4造成过电流能力不足。

微信图片_20191008145354.png

0条回复

作者
用户头像
文章 0关注 0粉丝 0
发私信
相关文章
联系客服