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1、开关电源设计必须注意的64个细节1. 变压器图纸、PCB、原理图这三者的变压器飞线位号需一至。理由：安规认证要求这是很多工程师在申请安规认证提交资料时会犯的一个毛病。2.X电容的泄放电阻需放两组。理由：UL62368、CCC认证要求断开一组电阻再测试X电容的残留电压很多新手会犯的一个错误，修正的办法只能重新改PCB Layout，浪费自己和采购打样的时间。3.变压器飞线的PCB孔径需考虑到最大飞线直径，必要是预留两组一大一小的PCB孔。理由：避免组装困难或过炉空焊问题因为安规申请认证通常会有一个系列，比如说24W申请一个系列，其中包含4.2V-36V电压段，输出低压4.2V大电流和高压36V小
2、电流的飞线线径是不一样的。多根飞线直径计算参考如下表格：4.输出的DC线材的PCB孔径需考虑到最大线材直径。理由：避免组装困难因为你的PCB可能会用在不同电流段上，比如5V/8A，和20V/2A，两者使用的线材是不一样的参考如下表格：5.电路调试，OCP限流电阻多个并联的阻值要设计成一样。理由：阻值越大的那颗电阻承受的功率越大6.电路设计，散热片引脚的孔做成长方形椭圆形(经验值：2*1mm)。理由：避免组装困难椭圆形的孔方便散热器有个移动的空间，这对组装和过炉是非常有利的。7.电路调试，异常测试时，输出电压或OVP设计要小于60Vac(Vpk)/42.4Vdc(Vrms)。理由：安规要求这个新
3、手比较容易忽略，所以申请认证的产品一定要做OVP测试，抓输出瞬间波形。8.电路设计，电解电容的防爆孔距离大于2mm，卧式弯脚留1.5mm。理由：品质提升一般正规公司都有这个要求，防爆孔的问题日本比较重视，特殊情况除外。9.电路调试，输出有LC滤波的电路需要老化确认纹波，如果纹波异常请调整环路。理由：验证产品稳定性这个很重要，我之前经常碰到这个问题，产线老化后测试纹波会变高，现象是环路震荡。10.电路调试，二极管并联时,应该测试一颗二极管故障开路时, 产生的异常(包括TO-220 里的两颗二极管)。理由：品质提升小公司一般都不会做这个动作的，一款优秀的产品是要经得起任何考验的。11.电路设计，如
4、果PCB空间充裕，请设计成通杀所有安规标准。理由：减少PCB修改次数。如果你某一产品是符合UL60335标准，哪天客户希望满足UL1310，这时你又得改PCB Layout拿去安规报备了，如果你画的板符合各类标准，后面的工作会轻松很多。12.电路设计，关于ESD请设计成接触8KV/空气15KV标准。理由：减少后续整改次数。像飞利浦这样的客户都要求ESD非常严的，听说富士康的还需要达到20KV，哪天有这种客户要求，你又得忙一段时间了。13.电路设计，设计变压器时，VCC电压在轻载电压要大于IC的欠压关断电压值。判断空载VCC电压需大于芯片关断电压的5V左右，同时确认满载时不能大于芯片过压保护值1
5、4.电路设计，设计共用变压器需考虑到使用最大输出电压时的VCC电压，低温时VCC有稍微NOSIE会碰触OVP动作。如果你的产品9V-15V是共用一个变压器，请确认VCC电压，和功率管耐压15.电路调试，Rcs与Ccs值不能过大，否则会造成VDS超过最大耐压炸机。LEB前沿消隐时间设短了，比尖峰脉冲的时间还短，那就没有效果了还是会误判；如果设长了，真正的过流来了起不到保护的作用。Rcs与Ccs的RC值不可超过1NS的Delay，否则输出短路时，Vds会比满载时还高，超过MOSFET最大耐压就可能造成炸机。经验值1nS的Delay约等于1K对100PF，也等于100R对102PF16.画小板时，在
6、小板引脚的90度拐角处增加一个圆形钻孔。理由：方便组装如图：实物如图：实际组装如图：这样做可以使小板与PCB大板之间紧密贴合，不会有浮高现象17.电路设计，肖特基的散热片可以接到输出正极线路，这样铁封的肖特基就不用绝缘垫和绝缘粒18.电路调试，15W以上功率的RCD吸收不要用1N4007，因为1N4007速度慢300uS，压降也大1.3V，老化过程中温度很高，容易失效造成炸机19.电路调试，输出滤波电容的耐压致少需符合1.2倍余量，避勉量产有损坏现象。之前是犯了这个很低级的错误，14.5V输出用16V耐压电容，量产有1%的电容失效不良。20.电路设计，大电容或其它电容做成卧式时，底部如有跳线需
7、放在负极电位，这样跳线可以不用穿套管。这个可以节省成本。21.整流桥堆、二极管或肖特基，晶元大小元件承认书或在BOM表要有描述，如67mil。理由：管控供应商送货一至性，避免供应商偷工减料，影响产品效率另人烦脑的就是供应商做手脚，导致一整批试产的产品过不了六级能效，原因就是肖特基内部晶元用小导致。22.电路设计，Snubber 电容，因为有异音问题，优先使用Mylar电容 。处理异音的方法之一23.浸漆的TDK RF电感与未浸漆的鼓状差模电感，浸漆磁芯产生的噪音要小12dB处理异音的方法之二24.变压器生产时真空浸漆，可以使其工作在较低的磁通密度，使用环氧树脂黑胶填充三个中柱上的缝隙处理异音的
8、方法之三25.电路设计，启动电阻如果使用在整流前时,要加串一颗几百K的电阻。理由：电阻短路时,不会造成IC和MOSFET损坏。26.电路设计，高压大电容并一颗103P瓷片电容位置。理由：对幅射30-60MHz都有一定的作用。空间允许的话PCB Layout留一个位置吧，方便EMI整改27.在进行EMS项目测试时，需测试出产品的最大程序，直到产品损坏为止。例如ESD 雷击等，一定要打到产品损坏为止，并做好相关记录，看产品余量有多少，做到心中有数28.电路设计，异常测试时，短路开路某个元件如果还有输出电压则要进行LPS测试，过流点不能超过8A。超过8A是不能申请LPS的29.安规开壳样机，所有可选
9、插件元件要装上供拍照用，L、N线和DC线与PCB要点白胶固定。这个是经常犯的一个毛病，经常一股劲的把样品送到第三方机构，后面来来回回改来改去的30.电路调试，冷机时PSR需1.15倍电流能开机，SSR需1.3倍电流能开机，避免老化后启动不良PSR现在很多芯片都可以实现“零恢复”OCP电流，比如ME8327N，具有“零恢复”OCP电流功能31.电路设计，请注意使用的Y电容总容量,不能超过222P, 因为有漏电流的影响针对不同安规，漏电流要求也不一样，在设计时需特别留意32.反激拓补结构，变压器B值需小于3500高斯，如果变压器饱和一切动作将会失控，如下，上图为正常，下图为饱和。变压器的磁饱和一定
10、要确认，重重之重，这是首条安全性能保障，包括过流点的磁饱和、开机瞬间的磁饱和、输出短路的磁饱和、高温下的磁饱和、高低压的磁饱和。33.结构设计，散热片使用螺丝固定参考以下表格设计，实际应用中应增加0.5-1mm余量，参考如下表格：BOM表上写的螺丝规格一定要对，不然量产时会让你难受34.结构设计，AC PIN焊线材的需使用勾焊，如果不是则要点白胶固定。理由：安规要求经常被第三方机构退回样品，整改35.传导整改，分段处理经验，如下图，这只是处理的一种方法，有些情况并不是能直接套用36.辐射整改，分段处理经验，如下图，适合一些新手工程师，提供一个参考的方向，有些情况并不是能直接套用，最主要的还是要
11、搞清楚EMI产生的机理。37.关于PCB碰到的问题，如图，为什么99SE画板覆铜填充的时候填不满这个位置？像是有死铜一样D1这个元件有个文字描述的属性放在了顶层铜箔，如图把它放到顶层丝印后，完美解决。38.变压器铜箔屏蔽主要针对传导，线屏蔽主要针对辐射，当传导非常好的时候，有可能你的辐射会差，这个时候把变压器的铜箔屏蔽改成线屏蔽，尽量压低30M下降的位置，这样整改辐射会快很多。EMI整改技巧之一39.测试辐射的时候，多带点不同品牌的MOS、肖特基。有的时候只差2、3dB的时候换一个不同品牌会有惊喜。EMI整改技巧之二40.VCC上的整流二极管，这个对辐射影响也是很大的。一个惨痛案例，一款过了E
12、MI的产品，余量都有4dB以上，量产很多次了，其中有一次量产抽检EMI发现辐射超1dB左右，不良率有50%，经过层层排查、一个个元件对换。最终发现是VCC上的整流二极管引发的问题，更换之前的管子（留低样品），余量有4dB。对不良管子分析，发现管子内部供应商做了镜像处理。41.一个冷知识，如何测量PCB的铜箔厚度？方法：在PCB板上找一条光滑且长的线条，测量其长度L，再测宽度W，再用DC源加1A电流在其两端测得压降U依据电阻率公式得出以下公式：例：取一段PCB铜箔，长度L为40mm，宽度为10mm，其通过1A电流两端压降为0.005V，求该段铜箔厚度为多少um？42.一款36W适配器的EMI整改
13、案例，输出12V/3A，多图对比，整改花费时间3周。变压器绕法一：Np1VCCNs1Ns2铜屏蔽0.9TsNp2PCB关键布局：Y电容地大电容地，变压器地Vcc电容大电容地注：变压器所有出线没有交叉图一（115Vac）图一所示可以看到，130-200M处情况并不乐观；130-200M主要原因在于PCB布局问题和二次侧的肖特基回路，改其它地方作用不大，肖特基套磁珠可以完全压下来，图忘记保存了。为了节约成本，公司并不让我这样做，因为套磁珠影响了成本，当即NG掉此PCB布局，采用图一a方式PCB关键布局走线。变压器绕法不变：Np1VCCNs1Ns2铜屏蔽0.9TsNp2PCB关键布局：Y电容地变压器
14、地大电容地注：变压器内部的初级出线及次级出线有交叉图一a （115Vac）图一a可以看出，改变PCB布局后130M-200M已经完全被衰减，但是30-130M没有图一效果好，可能变压器出线无交叉好一些。仔细观察，此IC具有抖频功能，传导部分频段削掉了一些尖峰；图一b（230Vac）图一b可以看到，输入电压在230Vac测试时，65M和83M位置有点顶线（红色线）图一b-1（230Vac）原边吸收电容由471P加大到102P，65M位置压下来一点，后面还是有点高，如图一b-1所示；图一b-2（230Vac）变压器屏蔽改成线屏蔽（0.2*1*30Ts）,后面完全衰减，如图一b-2；图一b-3（11
15、5Vac）115Vac输入测试，后面150M又超了，发克！高压好了低压又不行，恼火啊！看来这招不行；图一b-4（115Vac）变压器屏蔽还是换成铜箔屏蔽（圈数由0.9Ts改成1.3Ts），效果不错，如图一b-4所示。图一b-5（230Vac）115Vac输入测试，测试通过。结论：一：变压器出线需做到不交叉；二：Y电容回路走线越短越好先经过变压器地再回到大电容地，不与其它信号线交叉；43.一款48W（36V/1.33A）整改EMI案例，仅仅是调整了肖特基吸收就把30-40M压下来。115Vac低压30M红色顶线230Vac高压30M红色也顶线调整肖特基吸收后：115Vac低压，走势图非常漂亮23
16、0Vac高压，走势图非常漂亮44.安规距离一览表。45.刚入门使用CAD、PADS上容易遇到的问题。a.PADS画好的PCB导出为DXF文件，CAD打开后是由双线组成的空心线段，如图：刚开始不会时，是用L命令一根一根的描，狂汗 。使用多次后，解决方法是使用X命令就可以变成单根线b.CAD图档线框转PADS做PCB外框图方法：step1在CAD里面刪掉沒有的线，只剩下板框，其它线也可以不删。step2在键盘上敲PE，回车，鼠标点中其中一边，再敲Y，回车，再敲J，回车，拖动鼠标把整个板框选中，回车，按Esc键退出此模式。step3比例调整，SC 按空格，选取整个板框，按空格，任意地方单击鼠标一下,
17、 比例: 39.37 ，按空格。46.在画PCB定义变压器脚位时，要考虑到变压器的进线和出线是否会交叉，因为各绕组之间的绕线在边界处存在有45-90度的交叉，需在交叉出线处加一个套管到pin脚。47.PCB的热点区域一定要远离输入、输出端子，防止噪声源串到线上导致EMI变差，在不得已而为之时，可增加地线或其它屏蔽方式进行隔离，如下图增加了一条地线进行有效隔离。需注意这条地线的安全距离。48.驱动电阻尽量靠近MOS、电流采样的电阻尽量靠近芯片，避免产生其它看不到的后果。PCB布局铁律49.分享一个辐射整改案例，一个长条形散热片有2个脚，2只脚都接地，辐射硬是整不过，后来把其中一只脚悬空，辐射频段
18、变好。后面分析原因是2只脚接地会产生磁场回路。这个整改花了很多钱50.配有风扇的电源，PCB布局要考虑风路。一定要让风跑出去51.棒型电感两条腿之间，切记，切记，切记，禁止走弱信号走线，否则发生的意外你都找不到原因。切记，以前在这上面吃了大亏52.变压器磁芯形状选用小结a.EE，EI，EF，EEL类，常用来制作中小功率的变压器，成本低，工艺简单b.EFD，EPC类，常用来制作对高度有限制的产品，适合做中小功率类c.EER，ERL，ETD类，常用来制作大中型功率的变压器，特别适合用来制作多路输出的大功率主变压器，且变压器漏感较小，比较容易符合安规d.PQ，EQ，LP类，该磁芯的中间柱较一般的磁芯
19、要大，产品漏感较小，适合做小体积大功率的变压器，输出组数不能过多e.RM，POT类，常用来制作通讯类或中小功率高频变压器，本身的磁屏蔽很好，容易满足EMC特性f.EDR类，一般常用于LED驱动，产品厚度要求薄，变压器制做工艺复杂53.某些元器件或导线之间可能有较高电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。如反激一次侧的高压MOS的D、S之间距离，依据公式500V对应0.85mm，DS电压在700V以下是0.9mm，考虑到污染和潮湿，一般取1.2mm54.如果TO220封装的MOS的D脚串了磁珠，需要考虑T脚增加安全距离。之前碰到过炸机现象，增加安全距离后解决了，因为磁珠容易沾上残留物
20、55.发一个验证VCC的土方法，把产品放低温环境（冰箱）几分钟，测试VCC波形电压有没有触发到芯片欠压保护点。小公司设备没那么全，有兴趣的可以做个对比，看看VCC差异有多大关于VCC圈数的设计需要考虑很多因素56.在变压器底部PCB加通风孔，有利于散热，小板也一样，要考虑风路。在安规认证，变压器温度超了2度左右时，可以用这个方法57.跳线旁边有高压元件时，应要保持安全距离，特别是容易活动或歪斜的元件。保证产品量产时的稳定性58.输出大电解底部不得已要走跳线时，跳线应是低压或是地线，为防止过波峰焊烫伤电容，一般加套管。设计的时候尽量避免电容底部走跳线，因为增加成本和隐患59.高频开关管平贴PCB
21、时，PCB另一面不要放芯片等敏感器件。理由：开关管工作时容易干扰到背部的芯片，造成系统不稳定，其它高频器件同理60.输出的DC线在PCB设计时，要设计成长短一至，焊盘孔间隔要小。理由：SR的尾部留长是一样长的，当两个焊盘孔间隔太远时，会造成不方便生产焊接61.MOS管、变压器远离AC端，改善EMI传导。理由：高频信号会通过AC端耦合出去，从而噪声源被EMI设备检测到引起EMI问题62.驱动电阻应靠近MOS管。理由：增加抗干扰能力，提升系统稳定性63.一个恒压恒流带转灯的PCB设计走线方法和一个失败案例。PCB设计走线方法请看图：(a) 地线的Layout原则如(1)(2)(3)绿线所示，R11
22、的地和R14的地连接到芯片的地，再连接到EC4电解电容的地。注意不可连到变压器的地，因为变压器次级A-D3-EC4-次级B形成功率环，如果ME4312芯片的地接到次级B线到EC4电容之间，受到较强的di/dt干扰会导致系统的不稳定等因素。失败案例：造成的问题：转灯时红灯绿灯一起亮，并且红灯绿交替闪烁。整改措施：通过断开PCB铜箔使用一根导线连到输出电容地，隔开ME4312B芯片地，如下图：通过以上处理，灯闪问题已经解决，测试结果如下：CV15V1.043ACV14V1.043ACV13V1.043ACV12V1.043ACV11V1.043ACV10V1.043ACV9V1.043ACV8.5V1.043ACV8VVCC欠压保护0-94mA转绿灯 96mA以上转红灯转灯比例 94/1043=9%，转灯比例可以控制在3-12%64.一个最近贴片电容涨价的应对小技巧，贴片电容都预留一个插件位置，或104都改为224P，这样相对便宜很多。