開關(guān)電源里的各種電阻,都在這了!
R1,R2,R3,R4的放電電阻取值。IEC60950,IEC60065都有規(guī)定放電時間對應(yīng)放電電壓的。X電容超過0.1uF的話基本要加上這4個電阻了。IEC60950規(guī)定1s內(nèi)電壓需下降至37%,IEC60065規(guī)定2S內(nèi)電壓需降至35V。一般情況都是通過測試去判定,1S內(nèi)plug端的電壓(240VrmsX1.4.1=340Vpeak)下降到初始電壓的37%(125.8Vpeak)就pass了。至于采用4個組成2串2并,好像是有要求放電電阻有一個失效,也要能把X電容的電放掉。附參考圖:X電容為334/340V R1=R2=R3=R4=1.5M。放電時間與放電電壓波形如圖。
R1,R2,R3,R4一般采用0805的封裝精度采用5%。如果輸入是277的話,就要采用2并3串的方法了。(0805的耐壓問題)由于與待機功耗和PCB尺寸有關(guān),所以很多公司都推出替代方案,取消X電容的泄放電阻,采用IC去放掉X電容的電。也有小功率的干脆不用X電容,也可以省掉幾個電阻,減小待機功耗,或者IC從這個位置取電,降低待機功耗。
對應(yīng)輸入特性里面的INRUSH CURRENT (Typ.) COLD START 45A(30A、60A等)功率型NTC熱敏電阻器在電路中抑制浪涌電流示意圖:
NTC有個B值,簡單的話就是看下NTC在不同溫度下對應(yīng)的阻值。對于常用的 NTC 熱敏電阻, B 值范圍一般在 2000K ~ 6000K 之間。復(fù)雜點的就是按照里面的公式,計算溫度,一般按5%的誤差計算(溫度檢測用)。功率型的NTC精度應(yīng)該是20%左右的,B值很大,如5D-9,25℃的時候5Ω左右,高溫的時候估計就不到1Ω了。所以碰到過情況,客戶反饋說老化后一段時間后,沖擊電流變大了,超標(biāo)了,又要解釋一番。相同阻值,不同B值的NTC熱敏電阻R-T特性曲線示意圖
NTC還有另外一個作用,雷擊的時候,可以吸收部分的能量。保險絲的I2T會小些,保險絲不至于掛掉,橋堆相應(yīng)的應(yīng)力小點。輸入電容小也可以不要NTC的,或者NTC的阻值可以取小些。只要保險絲和橋堆能抗住冷啟動瞬間的電流也沒大問題。NTC在選擇時有個工作電流和工作溫度范圍,工作溫度范圍一般是-55-200℃。還有個參數(shù)是帶多大的輸出電容,有時候也要注意一下的。NTC還對應(yīng)了低溫的問題,有的LED電源-40℃的時候90Vac起機閃燈。閃幾下就好了,有部分原因是NTC的值太大,還有部分情況是電解電容在低溫時的容值變小,ESR變化等原因。大功率的電路(高輸入電壓、高輸入電流)里面也會有NTC,或者是抑制沖擊電流的功率電阻,直流應(yīng)用中繼電器有時候也可以用可控硅或者IGBT什么的,如圖。
反激電源常用的就是LN之間14D471K,雷擊差模1kV,共模2kV就夠了。單極PFC的反激電源LN之間14D471K,有的還需要加個電解4.7-10uF左右的電容串聯(lián)二極管吸收掉雷擊的能量,保護MOSFET。差模2kV,共模4kV基本要加氣體放電管的。600A,或者1kA,2kA??磳嶋H情況增加。14D471K的選擇264*1.414(峰值)*1.2=447.96V,470*0.9=423V,MOSFET=600V。由于470V有±10%精度問題,加之壓敏電阻雷擊次數(shù)越多有個越打越薄的說法。對于220V~240V交流電源防雷器,應(yīng)選用壓敏電壓為470V~620V的壓敏電阻較合適。選用壓敏電壓高一點的壓敏電阻,可以降低故障率,延長使用壽命,但殘壓略有增大。壓敏電阻的選型還是有點偏向于公司的傳統(tǒng)使用方式。一般對壓敏電阻套上熱縮管,主要是防爆和阻燃的作用。因為壓敏電阻在失效的時候可能會炸裂,碎片會蹦到其他電子元件上,還有就是冒火焰。有時打雷擊,共模電感下有放電針會放電,或者增加1個GDT對雷擊都有改善。如圖。
但是這個GDT在打初級次級耐壓的時候需要取消掉再打,要不打耐壓AC3000V的時候會過流報警。
一般使用經(jīng)驗是0805耐壓不超過100V,如圖。實際應(yīng)用用也只有啟動電阻、RCD吸收、RC吸收的時候電阻電壓可能超過100V。電阻最大電壓無論你是否相信,實際電阻都有一個能承受的最大電壓值。并且,這個值并不總是由功率消耗來限制決定的。電阻實際上可以被擊穿(打火)。在使用表面貼片電阻的場合,由于端點之間的間隔比較近,電壓限制問題尤其嚴(yán)重。處理電壓問題時,比如說100V電壓的電源,你會檢查發(fā)現(xiàn),任何連接到高電壓的電阻都必須有耐壓的要求實用開關(guān)電源設(shè)計第一篇 第三章 第二節(jié) 電阻 里面有講到超過100V需要考慮電阻耐壓問題。
電阻規(guī)格書中體現(xiàn)的不同封裝和系列對應(yīng)的電壓耐壓表格。貼片電阻的功率大部分設(shè)計的時候都不怎么考慮,信號部分處理基本是采用0603的電阻。帶吸收的部分采用0805或者1206的電阻,功率大點的情況一般采用插件電阻和水泥電阻。由于電阻的工作溫度范圍一般是-55℃-125℃或者-55℃-155攝氏度,一般設(shè)計時,功率不超過該電阻功率檔位的1/4。(電阻溫度很高運行的情況下超限值使用會加速電阻老化,然后阻值變大或者失效,時間大概是1-3年左右出現(xiàn)問題。)
溫度對應(yīng)電阻的功率曲線。溫度越高,電阻能用到的功率越小。所以一般工業(yè)類電源設(shè)計和LED電源設(shè)計里面要滿足60℃以上的環(huán)境溫度,電阻在功率部分留的余量更大。
輸出電壓變化范圍寬的情況下,需要增加VCC的輔助繞組供電?;蛘逫C的VCC供電范圍比較窄,要滿足輕載、重載以及起機的情況。
IC的VCC范圍比較寬,直接采用VCC繞組整流后串聯(lián)個電阻使用。R7的用法一般有的用電阻,有的可以用磁珠。電壓電流范圍比較寬的話,R7用插件電阻,在大電流時和高壓是能幫IC減小點電壓。R7還有個用處是在切載的時候能吸收掉VCC的尖峰,避免切載時IC的VCC過高保護。R8的取值,ZD1是15V,Q1進來的電壓是20V,直流放大增益按照40倍(hef一般是50-300,40是留余量的算法)來算。IC工作電流為10mA,R8=(20V-15V)/(10mA/40倍)=20kΩ。
整改EMC時調(diào)整R9,R13。
R19,R13一般采用0805,MOSFET電流較大的話采用1206,并且取消掉D3。R10,小功率的情況可以用幾個0805或者1206并聯(lián),大功率情況下,如果電流很大,電阻上的電感對檢測電路影響很大,容易出現(xiàn)批量問題,用繞線無感電阻比較靠譜。電流再大的情況就要打算用電流傳感器。驅(qū)動部分也要換專門的驅(qū)動芯片或者采用一對三極管來做驅(qū)動。
RCD電路,里面的R選值,基本按照功率來選了,電源功率越大,R的功率相對越大。RCD吸收電路里面的電壓尖峰,這些尖峰基本上是開關(guān)管高dV/dt和dI/dt時候出現(xiàn)的。反激里面會用到,大功率的全橋電路里面也會用到。RCD在調(diào)整輻射的時候,電阻對輻射影響還是有點關(guān)系的。關(guān)于取值的計算,沒有相應(yīng)的公式來計算,慚愧了,基本上都是拍腦袋后,通過極限值測試后再定的。
431部分的電阻選擇參考。
R4一般需要保證D1能有10mA左右的電流。R2一般保證有1mA左右的電流,用1k-5k左右的值,阻值太大,流經(jīng)的電流小了,易被干擾,阻值太小,流經(jīng)的電流大了,待機損耗又浪費了。R3一般需要配合C1一起調(diào)試。習(xí)慣性的用10k+103。R6一般采用1k左右的電阻,提供D1的電流情況下,不怎么影響Q1。R4一般需要保證D1能有10mA左右的電流,如何理解?如Vout=12V,則R4可以選取820Ω電阻,R4上面的電壓≈12-1V(光耦)-2.5(基準(zhǔn))=8.5V。極限情況下:當(dāng)電壓超過12V時,431兩端的電壓可以很小,如2.5V以下,則光耦上會有10mA電流,初級的FB被很快拉低,PWM占空比很快變小。當(dāng)電壓低于12V時,431兩端的電壓可以很大,接近12V,則光耦上沒有電流經(jīng)過,初級FB電壓未被拉低,則初級PWM的占空比會增加。這個電阻可以調(diào)節(jié)輸出電壓過沖,和負載突變時的輸出電壓變化值。10mA為參考值,不同的電路需要調(diào)節(jié)R4的值。