電源設計，這些細節要知道

1. 變壓器圖紙、PCB、原理圖這三者的變壓器飛線(xiàn)位號需一致。

理由：安規認證要求

這是很多工程師在申請安規認證提交資料時(shí)會(huì )犯的一個(gè)毛病。

2.X電容的泄放電阻需放兩組。

理由：UL62368、CCC認證要求斷開(kāi)一組電阻再測試X電容的殘留電壓。

很多新手會(huì )犯的一個(gè)錯誤，修正的辦法只能重新改PCB Layout，浪費自己和采購打樣的時(shí)間。

3.變壓器飛線(xiàn)的PCB孔徑需考慮到最大飛線(xiàn)直徑，必要是預留兩組一大一小的PCB孔。

理由：避免組裝困難或過(guò)爐空焊問(wèn)題

因為安規申請認證通常會(huì )有一個(gè)系列，比如說(shuō)24W申請一個(gè)系列，其中包含4.2V-36V電壓段，輸出低壓4.2V大電流和高壓36V小電流的飛線(xiàn)線(xiàn)徑是不一樣的。

多根飛線(xiàn)直徑計算參考如下表格：

4.輸出的DC線(xiàn)材的PCB孔徑需考慮到最大線(xiàn)材直徑。

理由：避免組裝困難

因為你的PCB可能會(huì )用在不同電流段上，比如5V/8A，和20V/2A，兩者使用的線(xiàn)材是不一樣的

參考如下表格：

5.電路調試，OCP限流電阻多個(gè)并聯(lián)的阻值要設計成一樣。

理由：阻值越大的那顆電阻承受的功率越大

6.電路設計，散熱片引腳的孔做成長(cháng)方形橢圓形(經(jīng)驗值：2*1mm)。

理由：避免組裝困難

橢圓形的孔方便散熱器有個(gè)移動(dòng)的空間，這對組裝和過(guò)爐是非常有利的。

7.電路調試，異常測試時(shí)，輸出電壓或OVP設計要小于60Vac(Vpk)/42.4Vdc(Vrms)。

理由：安規要求

這個(gè)新手比較容易忽略，所以申請認證的產(chǎn)品一定要做OVP測試，抓輸出瞬間波形。

8.電路設計，電解電容的防爆孔距離大于2mm，臥式彎腳留1.5mm。

理由：品質(zhì)提升

一般正規公司都有這個(gè)要求，防爆孔的問(wèn)題日本比較重視，特殊情況除外。

9.電路調試，輸出有LC濾波的電路需要老化確認紋波，如果紋波異常請調整環(huán)路。

理由：驗證產(chǎn)品穩定性

這個(gè)很重要，我之前經(jīng)常碰到這個(gè)問(wèn)題，產(chǎn)線(xiàn)老化后測試紋波會(huì )變高，現象是環(huán)路震蕩。

10.電路調試，二極管并聯(lián)時(shí),應該測試一顆二極管故障開(kāi)路時(shí), 產(chǎn)生的異常(包括TO-220 里的兩顆二極管)。

理由：品質(zhì)提升

小公司一般都不會(huì )做這個(gè)動(dòng)作的，一款優(yōu)秀的產(chǎn)品是要經(jīng)得起任何考驗的。

11.電路設計，如果PCB空間充裕，請設計成通殺所有安規標準。

理由：減少PCB修改次數。

如果你某一產(chǎn)品是符合UL60335標準，哪天客戶(hù)希望滿(mǎn)足UL1310，這時(shí)你又得改PCB Layout拿去安規報備了，如果你畫(huà)的板符合各類(lèi)標準，后面的工作會(huì )輕松很多。

12.電路設計，關(guān)于ESD請設計成接觸±8KV/空氣±15KV標準。

理由：減少后續整改次數。

像飛利浦這樣的客戶(hù)都要求ESD非常嚴的，聽(tīng)說(shuō)富士康的還需要達到±20KV，哪天有這種客戶(hù)要求，你又得忙一段時(shí)間了。

13.電路設計，設計變壓器時(shí)，VCC電壓在輕載電壓要大于IC的欠壓關(guān)斷電壓值。

判斷空載VCC電壓需大于芯片關(guān)斷電壓的5V左右，同時(shí)確認滿(mǎn)載時(shí)不能大于芯片過(guò)壓保護值

14.電路設計，設計共用變壓器需考慮到使用最大輸出電壓時(shí)的VCC電壓，低溫時(shí)VCC有稍微NOSIE會(huì )碰觸OVP動(dòng)作。

如果你的產(chǎn)品9V-15V是共用一個(gè)變壓器，請確認VCC電壓，和功率管耐壓

15.電路調試，Rcs與Ccs值不能過(guò)大，否則會(huì )造成VDS超過(guò)最大耐壓炸機。

LEB前沿消隱時(shí)間設短了，比尖峰脈沖的時(shí)間還短，那就沒(méi)有效果了還是會(huì )誤判；如果設長(cháng)了，真正的過(guò)流來(lái)了起不到保護的作用。

Rcs與Ccs的RC值不可超過(guò)1NS的Delay，否則輸出短路時(shí)，Vds會(huì )比滿(mǎn)載時(shí)還高，超過(guò)MOSFET最大耐壓就可能造成炸機。

經(jīng)驗值1nS的Delay約等于1K對100PF，也等于100R對102PF

16.畫(huà)小板時(shí)，在小板引腳的90度拐角處增加一個(gè)圓形鉆孔。

理由：方便組裝

如圖：

實(shí)物如圖：

實(shí)際組裝如圖：

這樣做可以使小板與PCB大板之間緊密貼合，不會(huì )有浮高現象

17.電路設計，肖特基的散熱片可以接到輸出正極線(xiàn)路，這樣鐵封的肖特基就不用絕緣墊和絕緣粒

18.電路調試，15W以上功率的RCD吸收不要用1N4007，因為1N4007速度慢300uS，壓降也大1.3V，老化過(guò)程中溫度很高，容易失效造成炸機

19.電路調試，輸出濾波電容的耐壓致少需符合1.2倍余量，避勉量產(chǎn)有損壞現象。

之前是犯了這個(gè)很低級的錯誤，14.5V輸出用16V耐壓電容，量產(chǎn)有1%的電容失效不良。

20.電路設計，大電容或其它電容做成臥式時(shí)，底部如有跳線(xiàn)需放在負極電位，這樣跳線(xiàn)可以不用穿套管。

這個(gè)可以節省成本。

21.整流橋堆、二極管或肖特基，晶元大小元件承認書(shū)或在BOM表要有描述，如67mil。

理由：管控供應商送貨一至性，避免供應商偷工減料，影響產(chǎn)品效率

另人煩腦的就是供應商做手腳，導致一整批試產(chǎn)的產(chǎn)品過(guò)不了六級能效，原因就是肖特基內部晶元用小導致。

22.電路設計，Snubber 電容，因為有異音問(wèn)題，優(yōu)先使用Mylar電容 。

處理異音的方法之一

23.浸漆的TDK RF電感與未浸漆的鼓狀差模電感，浸漆磁芯產(chǎn)生的噪音要小12dB

處理異音的方法之二

24.變壓器生產(chǎn)時(shí)真空浸漆，可以使其工作在較低的磁通密度，使用環(huán)氧樹(shù)脂黑膠填充三個(gè)中柱上的縫隙

處理異音的方法之三

25.電路設計，啟動(dòng)電阻如果使用在整流前時(shí),要加串一顆幾百K的電阻。

理由：電阻短路時(shí),不會(huì )造成IC和MOSFET損壞。

26.電路設計，高壓大電容并一顆103P瓷片電容位置。

理由：對幅射30-60MHz都有一定的作用。

空間允許的話(huà)PCB Layout留一個(gè)位置吧，方便EMI整改

27.在進(jìn)行EMS項目測試時(shí)，需測試出產(chǎn)品的最大程序，直到產(chǎn)品損壞為止。

例如ESD 雷擊等，一定要打到產(chǎn)品損壞為止，并做好相關(guān)記錄，看產(chǎn)品余量有多少，做到心中有數

28.電路設計，異常測試時(shí)，短路開(kāi)路某個(gè)元件如果還有輸出電壓則要進(jìn)行LPS測試，過(guò)流點(diǎn)不能超過(guò)8A。

超過(guò)8A是不能申請LPS的

29.安規開(kāi)殼樣機，所有可選插件元件要裝上供拍照用，L、N線(xiàn)和DC線(xiàn)與PCB要點(diǎn)白膠固定。

這個(gè)是經(jīng)常犯的一個(gè)毛病，經(jīng)常一股勁的把樣品送到第三方機構，后面來(lái)來(lái)回回改來(lái)改去的

30.電路調試，冷機時(shí)PSR需1.15倍電流能開(kāi)機，SSR需1.3倍電流能開(kāi)機，避免老化后啟動(dòng)不良

PSR現在很多芯片都可以實(shí)現“零恢復”OCP電流，比如ME8327N，具有“零恢復”OCP電流功能

31.電路設計，請注意使用的Y電容總容量,不能超過(guò)222P, 因為有漏電流的影響

針對不同安規，漏電流要求也不一樣，在設計時(shí)需特別留意

32.反激拓補結構，變壓器B值需小于3500高斯，如果變壓器飽和一切動(dòng)作將會(huì )失控，如下，上圖為正常，下圖為飽和。

變壓器的磁飽和一定要確認，重重之重，這是首條安全性能保障，包括過(guò)流點(diǎn)的磁飽和、開(kāi)機瞬間的磁飽和、輸出短路的磁飽和、高溫下的磁飽和、高低壓的磁飽和。

33.結構設計，散熱片使用螺絲固定參考以下表格設計，實(shí)際應用中應增加0.5-1mm余量，參考如下表格：

BOM表上寫(xiě)的螺絲規格一定要對，不然量產(chǎn)時(shí)會(huì )讓你難受

34.結構設計，AC PIN焊線(xiàn)材的需使用勾焊，如果不是則要點(diǎn)白膠固定。

理由：安規要求

經(jīng)常被第三方機構退回樣品，整改

35.傳導整改，分段處理經(jīng)驗，如下圖，這只是處理的一種方法，有些情況并不是能直接套用

36.輻射整改，分段處理經(jīng)驗，如下圖，適合一些新手工程師，提供一個(gè)參考的方向，有些情況并不是能直接套用，最主要的還是要搞清楚EMI產(chǎn)生的機理。

37.關(guān)于PCB碰到的問(wèn)題，如圖，為什么99SE畫(huà)板覆銅填充的時(shí)候填不滿(mǎn)這個(gè)位置？像是有死銅一樣

D1這個(gè)元件有個(gè)文字描述的屬性放在了頂層銅箔，如圖

把它放到頂層絲印后，完美解決。

38.變壓器銅箔屏蔽主要針對傳導，線(xiàn)屏蔽主要針對輻射，當傳導非常好的時(shí)候，有可能你的輻射會(huì )差，這個(gè)時(shí)候把變壓器的銅箔屏蔽改成線(xiàn)屏蔽，盡量壓低30M下降的位置，這樣整改輻射會(huì )快很多。

EMI整改技巧之一

39.測試輻射的時(shí)候，多帶點(diǎn)不同品牌的MOS、肖特基。有的時(shí)候只差2、3dB的時(shí)候換一個(gè)不同品牌會(huì )有驚喜。

EMI整改技巧之二

40.VCC上的整流二極管，這個(gè)對輻射影響也是很大的。

一個(gè)慘痛案例，一款過(guò)了EMI的產(chǎn)品，余量都有4dB以上，量產(chǎn)很多次了，其中有一次量產(chǎn)抽檢EMI發(fā)現輻射超1dB左右，不良率有50%，經(jīng)過(guò)層層排查、一個(gè)個(gè)元件對換。最終發(fā)現是VCC上的整流二極管引發(fā)的問(wèn)題，更換之前的管子（留低樣品），余量有4dB。對不良管子分析，發(fā)現管子內部供應商做了鏡像處理。

41.一個(gè)冷知識，如何測量PCB的銅箔厚度？

方法：在PCB板上找一條光滑且長(cháng)的線(xiàn)條，測量其長(cháng)度L，再測寬度W，再用DC源加1A電流在其兩端測得壓降U

依據電阻率公式得出以下公式：

例：取一段PCB銅箔，長(cháng)度L為40mm，寬度為10mm，其通過(guò)1A電流兩端壓降為0.005V，求該段銅箔厚度為多少u(mài)m？

42.一款36W適配器的EMI整改案例，輸出12V/3A，多圖對比，整改花費時(shí)間3周。

變壓器繞法一：Np1→VCC→Ns1→Ns2→銅屏蔽0.9Ts→Np2

PCB關(guān)鍵布局：Y電容地→大電容地，變壓器地→Vcc電容→大電容地

注：變壓器所有出線(xiàn)沒(méi)有交叉

圖一（115Vac）

圖一所示可以看到，130-200M處情況并不樂(lè )觀(guān)；

130-200M主要原因在于PCB布局問(wèn)題和二次側的肖特基回路，改其它地方作用不大，肖特基套磁珠可以完全壓下來(lái)，圖忘記保存了。

為了節約成本，公司并不讓我這樣做，因為套磁珠影響了成本，當即NG掉此PCB布局，采用圖一a方式PCB關(guān)鍵布局走線(xiàn)。

變壓器繞法不變：Np1→VCC→Ns1→Ns2→銅屏蔽0.9Ts→Np2

PCB關(guān)鍵布局：Y電容地→變壓器地→大電容地

注：變壓器內部的初級出線(xiàn)及次級出線(xiàn)有交叉

圖一a （115Vac）

圖一a可以看出，改變PCB布局后130M-200M已經(jīng)完全被衰減，但是30-130M沒(méi)有圖一效果好，可能變壓器出線(xiàn)無(wú)交叉好一些。仔細觀(guān)察，此IC具有抖頻功能，傳導部分頻段削掉了一些尖峰；

圖一b（230Vac）

圖一b可以看到，輸入電壓在230Vac測試時(shí)，65M和83M位置有點(diǎn)頂線(xiàn)（紅色線(xiàn)）

圖一b-1（230Vac）

原邊吸收電容由471P加大到102P，65M位置壓下來(lái)一點(diǎn)，后面還是有點(diǎn)高，如圖一b-1所示；

圖一b-2（230Vac）

變壓器屏蔽改成線(xiàn)屏蔽（0.2*1*30Ts）,后面完全衰減，如圖一b-2；

圖一b-3（115Vac）

115Vac輸入測試，后面150M又超了，發(fā)克！高壓好了低壓又不行，惱火??！看來(lái)這招不行；

圖一b-4（115Vac）

變壓器屏蔽還是換成銅箔屏蔽（圈數由0.9Ts改成1.3Ts），效果不錯，如圖一b-4所示。

圖一b-5（230Vac）

115Vac輸入測試，測試通過(guò)。

結論：

一：變壓器出線(xiàn)需做到不交叉；

二：Y電容回路走線(xiàn)越短越好先經(jīng)過(guò)變壓器地再回到大電容地，不與其它信號線(xiàn)交叉；

43.一款48W（36V/1.33A）整改EMI案例，僅僅是調整了肖特基吸收就把30-40M壓下來(lái)。

115Vac低壓30M紅色頂線(xiàn)

230Vac高壓30M紅色也頂線(xiàn)

調整肖特基吸收后：

115Vac低壓，走勢圖非常漂亮

230Vac高壓，走勢圖非常漂亮

44.安規距離一覽表。

45.剛入門(mén)使用CAD、PADS上容易遇到的問(wèn)題。

a..PADS畫(huà)好的PCB導出為DXF文件，CAD打開(kāi)后是由雙線(xiàn)組成的空心線(xiàn)段，如圖：

剛開(kāi)始不會(huì )時(shí)，是用L命令一根一根的描，狂汗 。。

使用多次后，解決方法是使用X命令就可以變成單根線(xiàn)

b..CAD圖檔線(xiàn)框轉PADS做PCB外框圖方法：

step1．在CAD里面刪掉沒(méi)有的線(xiàn)，只剩下板框，其它線(xiàn)也可以不刪。

step2．在鍵盤(pán)上敲PE，回車(chē)，鼠標點(diǎn)中其中一邊，再敲Y，回車(chē)，再敲J，回車(chē)，拖動(dòng)鼠標把整個(gè)板框選中，回車(chē)，按Esc鍵退出此模式。

step3．比例調整，SC 按空格，選取整個(gè)板框，按空格，任意地方單擊鼠標一下, 比例: 39.37 ，按空格。

46.在畫(huà)PCB定義變壓器腳位時(shí)，要考慮到變壓器的進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)是否會(huì )交叉，因為各繞組之間的繞線(xiàn)在邊界處存在有45-90度的交叉，需在交叉出線(xiàn)處加一個(gè)套管到pin腳。

47.PCB的熱點(diǎn)區域一定要遠離輸入、輸出端子，防止噪聲源串到線(xiàn)上導致EMI變差，在不得已而為之時(shí)，可增加地線(xiàn)或其它屏蔽方式進(jìn)行隔離，如下圖增加了一條地線(xiàn)進(jìn)行有效隔離。

需注意這條地線(xiàn)的安全距離。

48.驅動(dòng)電阻盡量靠近MOS、電流采樣的電阻盡量靠近芯片，避免產(chǎn)生其它看不到的后果。

PCB布局鐵律

49.分享一個(gè)輻射整改案例，一個(gè)長(cháng)條形散熱片有2個(gè)腳，2只腳都接地，輻射硬是整不過(guò)，后來(lái)把其中一只腳懸空，輻射頻段變好。后面分析原因是2只腳接地會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)回路。

這個(gè)整改花了很多錢(qián)

50.配有風(fēng)扇的電源，PCB布局要考慮風(fēng)路。

一定要讓風(fēng)跑出去

51.棒型電感兩條腿之間，切記，切記，切記，禁止走弱信號走線(xiàn)，否則發(fā)生的意外你都找不到原因。

切記，以前在這上面吃了大虧

52.變壓器磁芯形狀選用小結

a..EE，EI，EF，EEL類(lèi)，常用來(lái)制作中小功率的變壓器，成本低，工藝簡(jiǎn)單

b..EFD，EPC類(lèi)，常用來(lái)制作對高度有限制的產(chǎn)品，適合做中小功率類(lèi)

c..EER，ERL，ETD類(lèi)，常用來(lái)制作大中型功率的變壓器，特別適合用來(lái)制作多路輸出的大功率主變壓器，且變壓器漏感較小，比較容易符合安規

d..PQ，EQ，LP類(lèi)，該磁芯的中間柱較一般的磁芯要大，產(chǎn)品漏感較小，適合做小體積大功率的變壓器，輸出組數不能過(guò)多

e..RM，POT類(lèi)，常用來(lái)制作通訊類(lèi)或中小功率高頻變壓器，本身的磁屏蔽很好，容易滿(mǎn)足EMC特性

f..EDR類(lèi)，一般常用于LED驅動(dòng)，產(chǎn)品厚度要求薄，變壓器制做工藝復雜

53.某些元器件或導線(xiàn)之間可能有較高電位差，應加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。

如反激一次側的高壓MOS的D、S之間距離，依據公式500V對應0.85mm，DS電壓在700V以下是0.9mm，考慮到污染和潮濕，一般取1.2mm

54.如果TO220封裝的MOS的D腳串了磁珠，需要考慮T腳增加安全距離。

之前碰到過(guò)炸機現象，增加安全距離后解決了，因為磁珠容易沾上殘留物

55.發(fā)一個(gè)驗證VCC的土方法，把產(chǎn)品放低溫環(huán)境（冰箱）幾分鐘，測試VCC波形電壓有沒(méi)有觸發(fā)到芯片欠壓保護點(diǎn)。

小公司設備沒(méi)那么全，有興趣的可以做個(gè)對比，看看VCC差異有多大

關(guān)于VCC圈數的設計需要考慮很多因素

56.在變壓器底部PCB加通風(fēng)孔，有利于散熱，小板也一樣，要考慮風(fēng)路。

在安規認證，變壓器溫度超了2度左右時(shí)，可以用這個(gè)方法

57.跳線(xiàn)旁邊有高壓元件時(shí)，應要保持安全距離，特別是容易活動(dòng)或歪斜的元件。

保證產(chǎn)品量產(chǎn)時(shí)的穩定性

58.輸出大電解底部不得已要走跳線(xiàn)時(shí)，跳線(xiàn)應是低壓或是地線(xiàn)，為防止過(guò)波峰焊燙傷電容，一般加套管。

設計的時(shí)候盡量避免電容底部走跳線(xiàn)，因為增加成本和隱患

59.高頻開(kāi)關(guān)管平貼PCB時(shí)，PCB另一面不要放芯片等敏感器件。

理由：開(kāi)關(guān)管工作時(shí)容易干擾到背部的芯片，造成系統不穩定，其它高頻器件同理

60.輸出的DC線(xiàn)在PCB設計時(shí)，要設計成長(cháng)短一至，焊盤(pán)孔間隔要小。

理由：SR的尾部留長(cháng)是一樣長(cháng)的，當兩個(gè)焊盤(pán)孔間隔太遠時(shí)，會(huì )造成不方便生產(chǎn)焊接

61.MOS管、變壓器遠離AC端，改善EMI傳導。

理由：高頻信號會(huì )通過(guò)AC端耦合出去，從而噪聲源被EMI設備檢測到引起EMI問(wèn)題

62.驅動(dòng)電阻應靠近MOS管。

理由：增加抗干擾能力，提升系統穩定性

63.一個(gè)恒壓恒流帶轉燈的PCB設計走線(xiàn)方法和一個(gè)失敗案例。

PCB設計走線(xiàn)方法請看圖：

(a) 地線(xiàn)的Layout原則

如(1)(2)(3)綠線(xiàn)所示，R11的地和R14的地連接到芯片的地，再連接到EC4電解電容的地。注意不可連到變壓器的地，因為變壓器次級A->D3->EC4->次級B形成功率環(huán)，如果ME4312芯片的地接到次級B線(xiàn)到EC4電容之間，受到較強的di/dt干擾會(huì )導致系統的不穩定等因素。

失敗案例：

造成的問(wèn)題：轉燈時(shí)紅燈綠燈一起亮，并且紅燈綠交替閃爍。

整改措施：

通過(guò)斷開(kāi)PCB銅箔使用一根導線(xiàn)連到輸出電容地，隔開(kāi)ME4312B芯片地，如下圖：

通過(guò)以上處理，燈閃問(wèn)題已經(jīng)解決，測試結果如下：

CV15V 1.043A

CV14V 1.043A

CV13V 1.043A

CV12V 1.043A

CV11V 1.043A

CV10V 1.043A

CV9V 1.043A

CV8.5V 1.043A

CV8V VCC欠壓保護

0-94mA轉綠燈 96mA以上轉紅燈

轉燈比例 94/1043=9%，轉燈比例可以控制在3-12%

64.一個(gè)最近貼片電容漲價(jià)的應對小技巧，貼片電容都預留一個(gè)插件位置，或104都改為224P，這樣相對便宜很多。