開關電源里的各種電阻,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,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,橋堆相應的應力小點。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電源設計第一篇 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的電壓耐壓表格。貼片電阻的功率大部分設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)類電源設計和LED電源設計里面要滿足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系的。關于取值的計算,沒有相應的公式來計算,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)=8.5V。極限情況下:當電壓超過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。