企業(yè)項(xiàng)目案例 開關(guān)電源設(shè)計(jì)

“電子產(chǎn)品分析與制作”課程資源庫(kù)建設(shè)企業(yè)項(xiàng)目案例------開關(guān)電源一、設(shè)計(jì)要求：輸入性能1）額定輸入電壓：100VAC-240VAC；/50HZ-60HZ2）最大輸入交流電流：1.8A@230VAC；3）效率：75%（最?。┰?30VAC輸入滿載條件下。輸出性能1）空載輸出電壓：6VDC±5%，12VDC±2%2）負(fù)載電流：6V/0.5A，12V/1A3）紋波：6V≤100mVp-p,12V≤100mVp-p（用20MHz頻寬示波器；輸出端加0.1uF瓷片電容、10uF50V電解電容）4）短路保護(hù)，輸出打嗝式保護(hù)。耐壓測(cè)試初級(jí)/次級(jí)：3000VAC/5S5mAOK！不擊穿！無(wú)飛??！、4．PCB設(shè)計(jì)要求:1）考慮產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，盡量降低器件和生產(chǎn)成本。2）除功率器件、驅(qū)動(dòng)器件等盡量使用貼片元件。3）尺寸：48X78mm，單面板，CEM-1。二、技術(shù)文件１、原理圖根據(jù)上述功能要求和技術(shù)參數(shù)，其原理圖如圖1所示：圖11）EMI的抑制電路及防浪涌和雷擊電路開關(guān)電源工作時(shí)，其內(nèi)部的電壓和電流波形都是在非常短的時(shí)間內(nèi)上升和下降的，因此，開關(guān)電源本身是一個(gè)噪聲發(fā)生源。開關(guān)電源的干擾按噪聲源種類分為尖峰干擾和諧波干擾兩種。使電源產(chǎn)生的擾不至于對(duì)電子系統(tǒng)和電網(wǎng)造成危害的根本辦法是削弱噪聲發(fā)生源，或者切斷電源噪聲和電子系統(tǒng)電網(wǎng)之間的耦合途徑。通過(guò)采用相應(yīng)的EMI抑制方法，減少外界對(duì)開關(guān)電源，或者開關(guān)電源對(duì)外界的干擾，使具有抗電磁干擾性強(qiáng)，電源穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。其電路如圖2所示。圖2開關(guān)電源電解電容的電壓不能突變的特性，通電瞬間電解電容相當(dāng)于短路，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的浪涌電流，容易使空氣開關(guān)跳閘和損壞保險(xiǎn)絲。在電路保險(xiǎn)絲之后加一個(gè)NTC，負(fù)溫度系數(shù)電阻，可以解決此問(wèn)題。浪涌電壓的主要來(lái)源是電網(wǎng)中空中雷擊和電網(wǎng)感應(yīng)雷擊、電磁干擾、無(wú)線電干擾和靜電干擾。這些電壓往往會(huì)損壞其他電路中元器件，為防止和改善此類問(wèn)題，我們?cè)陔娐分性诹慊鹁€之間加一個(gè)壓敏電阻，當(dāng)高壓來(lái)時(shí)，壓敏電阻短路使2、PCB設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，除功率電阻、電解電容、變壓器，電感，光耦、MOS功率管，散熱片等采用DIP封裝，其余均采用SMD封裝。因?yàn)殚_關(guān)電源為高頻電路，在設(shè)計(jì)PCB走線時(shí)要注意幾個(gè)問(wèn)題，一要注意走線盡可能短粗，單點(diǎn)接地。二要注意信號(hào)線和功率線的處理，降低相互干擾。二要注意EMC處理。三要注意散熱處理。四要注意安全距離。五要注意車間生產(chǎn)加工的工藝便捷。3．PCB圖如下：1）設(shè)計(jì)圖，如圖3所示。圖32）底層設(shè)計(jì)圖，如圖4所示。圖43）頂層元件位置圖，如圖5所示。圖54）底層元件位置，如圖6所示。圖6三、測(cè)試環(huán)境與測(cè)試方法1、測(cè)試環(huán)境：1）AC輸入電源：變頻電源一臺(tái)，輸入電壓范圍:AC100V-AC240V，為生產(chǎn)批量測(cè)試，我們選擇2個(gè)電壓AC100VACAC240V，2段測(cè)試。2）負(fù)載：使用固定電阻測(cè)試，6V/0.5A負(fù)載使用12R/50W水泥電阻，12V/1A負(fù)載使用12R/50W水泥電阻。3）測(cè)試儀器：直流電壓表2臺(tái)，直流電流表2臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)示波器一臺(tái)，耐壓測(cè)試儀器一臺(tái)。2、測(cè)試方法：1）輸出電壓測(cè)試。輸入AC電壓，2組負(fù)載開關(guān)斷開，測(cè)試空載電壓，2組負(fù)載開關(guān)同時(shí)閉合，測(cè)試負(fù)載電壓和負(fù)載電流。2）紋波測(cè)試雙通道示波器查看2組電壓的的紋波系數(shù)。3）短路