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【infineon DIY】小体积高效率低成本65W笔记本适配器

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  • 2016-10-24 19:36:40
????首先要感谢英飞凌和21世纪亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网网举办这一次DIY比赛,上一次错过了,这一次终于赶上了,不多说了,直接进入正题。
????这一次DIY的是一个小体积高效率低成本65W笔记本适配器(带外壳和连接线的,只要DC端子对的上,拿到就可以用的,是成品,不是半成品。),当然了,外壳是拆机的。还是来看看方案的设计要求和目标吧。

1.?简介
? ? ???采用反激式和同步整流设计一款带壳的小体积高效率低成本65W19V DC@3.43A)笔记本适配器。?
2. 输入特性
2.1. ?输入电压范围: 90264Vac
2.2. ?输入频率范围: 4763Hz?
2.3. ?输入电流:? ? ? ?1.5Arms Max.????????????
2.4. ?浪涌电流:? ? ? ?180 Arms Max.???
2.5. ?待机功耗:? ? ? ?200mW Max.? @115V/60Hz & 230Vac/50Hz
2.6. ??效率: ? ? ? ? ? ?88% Min. ?@115V/60Hz & 230Vac/50Hz. * Note 1
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?79%?Min.? @ 10%满载, 115Vac/60Hz &230Vac/50Hz.* Note 1
*Note 1:该效率是指DC端子的效率,非PCB端效率;测试应该在满载烧机半小时后进行,分别测试满载的 25% 50%75% 100% 然后求平均效率。
3. 输出特性
3.1 输出参数
项目

参数

备注

输出电压

+19Vdc

?

输出范围

5%

?

最大负载

3.43A

?

最小负载

0.0A

?

负载调整率

5%

?

电压调整率

5%

?

最大纹波电压

300mVp-p

@25℃,90Vac~264Vac 47&63Hz
关机时间

6mS Min

Full Load & 115Vac / 60Hz Input. ?@Ta=25℃


Turn off at input voltage 90°phase.
开机时间

4S Max.

Full Load & 115Vac / 60Hz Input. ?@Ta=25℃
?
上升时间

50ms Max

Rise time at input voltage 90°phase.
动态负载

18~20VdcRMS

@50%----100% Load change,
0.8A/Us,100Hz 0.5 duty cycle




3.2 输出保护
3.2.1短路保护
??? 当正负极短路时亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网可以停止工作,而不烧坏亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网。
3.2.2过流保护
??? 90~264Vac输入情况下,亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网在6.5A内会保护。
3.2.3过压保护
??? 当亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网出现过压时,在小于32V下电压进行保护。
3.2.4过温度保护
??? 在温度不损坏机器的情况下进行过温保护。
3.2.5过功率保护
??? 亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网发生过功率保护时应大于70W


4. 环境部分
4.1 工作温度: 0~40
4.2 工作湿度:0%~95%
4.3 存储温度:-20~80
4.4 存储湿度:0%~95%
5.可靠性
5.1 电解电容寿命时间
在环境温度25℃时,输入电压为90~264Vac情况下可以连续工作一年。
6.?EMI标准
6.1传导
符合CISPR PUB 22FCC part 15 Class B
6.2辐射
符合CISPR PUB 22FCC part 15 Class B
7.?EMS 标准
7.1 ESD
7.1.1符合 IEC61000-4-2 B标准
7.1.2空气静电放电:±10Kv
接触静电放电:±5Kv
7.2 瞬态脉冲(EFT
7.2.1符合 IEC61000-4-4 标准
7.2.2EFT测试条件:±1Kv
7.3 浪涌(Surge
7.3.1符合 IEC61000-4-5 A 标准
7.3.2共模浪涌: ±2Kv
7.3.3差模浪涌: ±1Kv
8.?安全性
8.1漏电流测试
8.1.1?264Vac/63Hz输入下漏电流小于200Ua
8.2?高压测试
8.2.1?3000Vac/1 Sec输入下测试60Sec,小于10mA
8.3?绝缘阻抗测试
8.3.1500Vdc输入下,绝缘阻抗大于100M欧。
================================分割线================================
1.原理图设计

? ?? ?整个方案的设计原理图就这么多了,先简单的介绍一下,后面会有各元件的详细选取和计算;由于需要做到宽电压输入,低成本高效率小体积,所以该方案采用反激+同步整流来实现;一次侧主控采U1用的是通嘉公司的LD5530R,其MOSFET(1)采用英飞凌公司IPD80R280或IPD80R450(以调试结果为准);二次侧采用英飞凌公司的IR1161L(U2)为同步整流主控,其MOSFET(Q2)采用英飞凌公司BSZ070N08或BSZ096N10(以调试结果为准);其稳压采用TL431(U3)。

BSZ070N08-BSZ096N10-PDF.rar
IPD80R280-IPD80R450-PDF.rar
IR1161L-PDF.rar
LD5530R-PDF.rar
2.PCB设计

? ??由于外壳体积的限制,PCB为75.5*42.5mm还要出去一部分(如上图所示),所以有效使用的面积不是很大;PCB采用了双面板设计,其厚度准备用1.2mm(或者1.0mm);如图所示,左上角为市电输入端,右上角为直流输出端;显眼的大黄色(5mm宽)走线为一次、二次侧的安全距离分割线;可以说是分割为了上下两部分,下面是一次侧部分,上面是二次侧部分;同时也可以看出来,贴片在顶层,插件的在底层;在说一下散热的问题,发热的MOSFET主要通过PCB以及背面点胶(点散热胶)连接散热再到外壳散热(就目前英飞凌MOSFET的参数来看,发热量应该不会很大);其实细心的朋友会发现,Q2的封装弄错了,因为该板子是在没有拿到样品之前画了,后面版本会升级改进;下面来看看各层PCB长什么样吧;


顶层

底层

顶层丝印层

底层丝印层

禁止布线层
? ? ?第一楼就写到这里,亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网的理论计算器件选择以及调试过程会在下面楼层一一跟进,后续有资料会上传到此来。
??????该设计的理论计算也一直在写,由于涉及的公式太多了,WORD里面编辑公式太麻烦了,所以花的时间会长一点;到目前为止,已经写到差不多一半了,再加加班,估计再过一个来星期就可以写好了
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  • 2016-10-24 19:37:11
?
1.该作品的SCH和PCB文件:
65W19V_项目文件.rar
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  • 2016-10-24 20:54:46
?
今天收到的样品。当然了,PCB星期六已经发出去打样了,也快收到了吧。
英飞凌客服
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  • 2016-10-25 08:45:46
?
收到就好,这样就着手设计了,有问题欢迎随时咨询我们
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  • 2016-10-25 21:15:40
?
22号发出去打样的PCB,说实话这家做板子的速度还是很快的,这图是23号00:30截的图;

下面是今天上午截的图,PCB已经生产完成,发货了,相信深圳的快递也很给力的。
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  • 2016-10-25 21:58:50
?
????快递还真是给力啊,查询物流中午取件的,下午4点多就送到了,迫不及待的去拿了回来,晚上准备开工焊接。
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  • 2016-10-25 22:18:59
?
? ? 开始动工焊接板子了,贴片居多,有的焊了,估计要一个小时这样才能搞得定了。
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  • 2016-10-25 22:21:19
?
? ? 40多分钟过去了(包括找元器件时间),贴片元件焊接完成,板子没有洗,看上去有点脏脏的,继续焊接。。。。
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  • 2016-10-25 22:27:13
?
????经过将近一个小时的奋斗,终于把有的元件焊就好了,如下图;变压器还没有绕制好,明天有时间绕一个,手头上磁芯骨架倒是有一大堆。
洗过的板子和没有洗的板子,一眼就能看出来,还是洗过的板子看着舒服,哈哈。。。

? ? 在焊接的过程中也发现了一些不足,比如CX1安规电容的孔径太小,后续需要加大;CE2的用了0603的封装,应该用0805比较合适;?Q2位置的MOS管用的封装不对(昨天拿到样品就发现了),后续升级为样品的封装。
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  • 2016-10-26 21:51:32
?
? ? 今天下午抽空出来绕制了变压器,变压器采用POT3015磁芯骨架,变压器的理论设计后续会同其他的理论计算一起放出来的,现在还是来看看绕制过程吧;

找好骨架的头,找了半天也没有找到专用的,只能随便找个合适的将就用了;

采用三明治绕法,先绕一次侧高压的一半;

接着绕制辅助亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网VCC绕组;

二次侧的输出采用多股绕制;

线圈绕制完成,准备焊接。
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  • 2016-10-26 22:12:02
?

取下来是长这样的。。。。

整理好引脚,准备焊接,和磁芯来过合照吧。

焊接完成,在来一张,哈哈。。。
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  • 2016-10-26 22:24:28
?

磨气息,调电感量,500-700UH这样就好了,先来个650uh吧;


给变压器来个屏蔽,贴一圈铜带,测试EMI的时候会好一点。

焊接导线对高压地;
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  • 2016-10-26 22:29:25
?

因为刚才贴了铜带对地,所以得用玛拉胶包好,不然有漏电的可能;

先不浸泡漆先,调试一下看看先,好了再浸泡;
jaywq
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  • 2016-10-28 15:00:34
?
这是买的BOM吧
qq80644864
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  • 2016-10-28 15:09:00
?
变压器不考虑安规?
lclbf
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  • 2016-10-28 16:29:02
?
体积小,不错坐等后面结果。
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  • 2016-10-28 17:53:17
?
BOM需要买?
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  • 2016-10-28 17:53:55
?
这个是试验的变压器,正式的会做的更好
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  • 2016-10-28 17:54:32
?
请持续关注,谢谢,哈哈
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  • 2016-10-28 23:59:57
?
????过来看看,今天装机调试了,基本OK,发现变压器带满载工作有点烫,具体温度要等做了温升测试才知道;顺便也测试了OCP、OLP都在设计规格之内;同时也测试了一下冷机的平均效率,带1.5m的线测试115V的平均效率有89%左右,230v的平均效率有91%左右,满足设计规格。今天随便测试了一下EMI,明天有空就准备就调试EMI了。。。
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  • 2016-10-29 19:14:51
?
????第一版装机好的图片忘记拍了,今天EMI调试过后才想起来拍照,那就来看看调试后的照片吧;在原来的基础上增加了一个小的共模电感,其他的位置布局基本没有变化,只是参数有所调整。


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  • 2016-10-29 21:54:44
?
先来看看装机好就去扫描辐射的结果,这是230Vac满载情况下测试的垂直辐射的情况,从波形来看,勉勉强强还可以;但是,从量产的角度来说,余量至少要-8dB。
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  • 2016-10-29 22:03:35
?
????这是110V满载下垂直的辐射,从波形看,明显超标了,所以接下来要做的就是把超过红线部分的给降下去,看来要走的路还很长啊。。。
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  • 2016-10-29 22:11:27
?
? ? ? ?接着再来看看传导(新装的机,没有调试之前测试的),这个是110V满载L的传导波形图,还好啦,低频部分有超标了,还需调整。

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  • 2016-10-29 22:12:03
?
这是230Vac满载下L传导的测试波形图,和110Vac测试的差不多,N的传导都没有测试,等第二版回来后,再做详细的测试。
eejob
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  • 2016-10-29 22:24:24
?
哪家PCB可以查看进度?
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  • 2016-10-29 22:28:15
?
????这是今天调试时保存下来部分的波形图,发现EMI的调试就是考验一个人的耐心啊,拆来拆去,换来换去。。。。
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  • 2016-10-29 22:33:08
?
调试用到的部分元器件。。。
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  • 2016-10-29 22:35:00
?
????这是今天经过调试后的110Vac满载垂直的辐射波形,勉勉强强还可以,等第二版回来后,再继续优化。
下面是230Vac满载垂直的辐射波形图(已经接近量产要求)。
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  • 2016-10-29 22:41:39
?
????第一版调试的差不多了,所以紧接着推出了第二版,修正了第一版中的不足和发现的问题,同时也结合了EMI的调试进行了优化。

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  • 2016-10-29 22:45:40
?
第二版的变化主要在交流的输入部分,其他的地方变动不大,只是间距的调整。

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  • 2016-10-29 22:56:31
?
今天下午下的单,已经安排生产了。
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  • 2016-10-29 23:51:57
?
深圳嘉立创
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  • 2016-10-30 21:05:15
?
? ? 今天再次测试了第一版的一些数据,并且保存了波形图,先来看看测试的效率吧,该效率是在连接1.5M&18号线并且带DC头的情况下测试的。

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  • 2016-10-30 21:08:38
?
这是90Vac输入情况下,空载时VDS的波形;
将波形慢慢展开;

最后变这样了,可以看到明显的震荡;

下面是90Vac满载情况下的VDS波形,可以看到尖峰值还不小啊;

继续将波形展开;

在带载情况下的震荡时间没有空载情况下那么长,但是峰值比较高;

可以看出来震荡时间不是很长;基本上是漏感震荡。
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  • 2016-10-30 21:15:22
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  • 2016-10-30 21:16:36
?
这是264Vac输入情况下满载的VDS波形;尖峰值不是很高,控制在600V左右;

对波形进行展开;


相比于90Vac情况下,后面多了震荡;前面是漏感震荡,后面是死区震荡。
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  • 2016-10-30 21:40:44
?
空载情况下的VGS波形,处于间歇工作模式;



满载情况下的VGS波形,由于驱动电阻比较大,所以上升沿不是很陡峭;

对波形进行展开,仔细观察发现,上升沿的中间有一个缺口;
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  • 2016-10-30 21:49:11
?
在来看看同步整流的驱动波形;这是空载情况下的驱动波形:

下面是满载下的驱动波形;

驱动波形看着很不错,实际测试中MOS的温度也不是很高;

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  • 2016-10-30 21:55:51
?
第一版的纹波测试:这是90Vac满载情况下的纹波,比较大,达到了200多mv了
下面是264Vac满载的纹波,这个还不错100mv左右;
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  • 2016-10-30 21:58:09
?
这是开机时间测试,在115Vac满载情况下开机,实际测试1.794S<5S,满足设计要求;
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  • 2016-10-30 22:00:43
?
这是关机时间测试,在115Vac满载情况下关机,实际测试17.680ms>6ms满足设计要求;
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  • 2016-10-30 22:02:52
?
这是DC上升时间,在115Vac满载情况下开机,实际测试6.3800ms<50ms满足设计要求;
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  • 2016-10-30 22:04:32
?
这是OVP测试,在空载情况下过压测试,实测30.20V<32v,满足设计要求;
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  • 2016-10-30 22:06:29
?
这是动态负载测试,50%--100%负载变化测试,实测18.1--19.5V满足设计要求(18-20V);
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  • 2016-10-30 22:13:07
?
同时也对OCP做了测试:90Vac的情况下的4.35A保护; ?(小于6A)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??264Vac的情况下的4.95A保护;(小于6A)
OLP:
? ? ??90Vac的情况下输出74W保护; ?(大于70W)
? ? ??264Vac的情况下输出86W保护;(大于70W)
? ? 所以都满足设计要求。
guduyuanyuai
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  • 2016-10-30 22:53:38
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期待更新!
applebad
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  • 2016-10-30 23:32:26
?
楼主是专业设计人士么? ?看设计方案说明很专业。?
好强大, 线圈自己绕,而且EMC类实验都能测试。?
膜拜
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  • 2016-10-31 19:35:18
?
更新ing,期待继续关注。
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  • 2016-10-31 19:37:03
?
刚毕业在公司打杂了。
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  • 2016-10-31 19:52:54
?
今天测试了亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网的增益余量相位余量。
下面是90Vac@1.72A时测试的数据和波形图;其相位余量为91.034度,增益余量为-20.039dB;

下面是90Vac@3.43A时测试的数据和波形图;其相位余量为87.743度,增益余量为-15.261dB;
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  • 2016-10-31 19:56:39
?
下面是264Vac@1.72A时测试的数据和波形图;其相位余量为91.272度,增益余量为-15.030dB;

下面是264Vac@3.43A时测试的数据和波形图;其相位余量为90.710度,增益余量为-17.930dB;

通过上面的相位和增益测试,基本都符合设计要求。
jaywq
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  • 2016-11-1 15:57:27
?
没什么?我就是觉得你这是成品
jaywq
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  • 2016-11-1 16:05:41
?
看这个丝印就知道是家里创的,很垃圾。
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  • 2016-11-1 22:14:16
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价格就那样,一分钱一分货吧
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  • 2016-11-1 22:15:53
?
作为一个EE,最终肯定是要做成成品,而不是半成品。
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  • 2016-11-2 18:18:07
?
第二版PCB拿到了,准备优化调试。
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  • 2016-11-2 18:19:52
?
准备开始焊接。。。。
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  • 2016-11-2 20:53:04
?
????经过一个小时的奋斗,终于把贴片给焊接好了,板子没有清洗,看着有点难看。其中Q2的英飞凌mos真的是很袖珍啊,焊接了几次才没有连锡。。。
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  • 2016-11-2 20:57:21
?
????????又经过半个小时的奋斗,终于焊接完成了,板子也清洗了,看着舒服多了,就是还没有上电测试,等明天再上电测试了。。。
chen9oooo
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  • 2016-11-3 14:12:08
?
你们公司好强悍,各种设备应有尽有
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  • 2016-11-4 20:43:40
?
公司是专注做亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网这块的,所以设备还是比较齐全的。
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  • 2016-11-5 12:51:55
?
又经过多天的调试,发现很多问题:
1.申请的同步整流的MOSEFT样品(BSZ096N10和BSZ070N08)不能使用,装上样品的MOS管(第一版封装弄错了,没有装样品MOS)是无法开机的;换其他MOS管是可以开机的,初步判定是该MOS的二极体的问题;在没有开启同步整流的情况下,无法整流输出,所以导致SR芯片也无法供电,因此也无法工作。所以该MOS的换掉。
2.此版本的布局的EMI怎么调试也调不到理想的要求(不读点有-8dB的余量);询问其他工程师说,有可能是LAYOUT问题。
3.温升测试温度比较高,变压器有110度左右了。
4.打ESD芯片有挂掉。
? ? 综合以上问题,所以决定重新LAYOUT,采用全新的布局,原理图不变,推出第三版,希望如上问题会有所改善。
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  • 2016-11-5 12:52:54
?
? ? 昨晚经过几个小时的奋战,布局基本定型了,今天上午也基本布局好了,下午可以发去打样了。PCB的大小为34*88.5mm,总面积相对于前面的版本有所下降,但是算上有效面积,实际也差不多大。
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  • 2016-11-5 13:00:29
?
? ? ? ?PCB的布局还是有点挤,间距有些地方还是不怎么够,这版先这样,等回来做了测试,再做相应的调整和优化。

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  • 2016-11-5 13:00:49
?
这次加入了LOGO(头像),希望打样回来的效果会和画的图一样。

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  • 2016-11-6 12:07:22
?
重新LayOut的PCB已经投入样板生产中。。。

英飞凌客服
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  • 2016-11-7 10:56:18
?
看到亲一步一步更新的内容 觉得真是非常全面 期待最终的大作 有问题可以随时跟我们保持沟通
zyzoops
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高级工程师
  • 2016-11-7 14:38:48
?
厉害了,我得哥!!
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  • 2016-11-7 23:04:46
?
感谢英飞凌客户的鼓励和支持,我会努力做的更好的。
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副总工程师
  • 2016-11-7 23:05:06
?
感谢你的光临。
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  • 2016-11-7 23:05:28
?
????????根据计算(后续会发出计算过程)以及前面两版的实际调试,变压器的参数基本定下来了,今晚制作了一个变压器的制作规格书,自己绕的虽然还不错,都是还是没有厂家做的好,准备打样几个回来试试。
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  • 2016-11-8 23:13:13
?
改版的PCB已经拿到,准备开工焊接。
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  • 2016-11-8 23:14:11
?
经过半个小时的焊接,贴片元件基本搞定了,接下来就是搞定插件了,,,
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  • 2016-11-8 23:15:50
?
二十分钟过去了,基本焊接好了,明天到办公室再焊接导线测试了,明天还得上班,今晚先到这,洗洗准备睡了。。。
拿在手上,感觉还是挺小巧的,不懂装上壳后,会不会变得更大。。。
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  • 2016-11-9 22:33:25
?
65W19V零件理论计算

从宽电压输入、小体积、高效率和低功耗要求,决定采用反激+同步整流方案来设计。
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  • 2016-11-9 22:38:00
?
1.1.2?

?? 最严格的条件出现在输入浪涌电流(Inrush)或者雷击(Surge)测试时:

?? 首先考虑Inrush情况:根据实际测试,90Vac输入时的Inrush53A,计算出264Vac输入时是113A


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  • 2016-11-9 22:45:06
?
1.1.3 选择结果
?? 经过上面一系列的判定计算,最后选择规格为

塑封保险管(如图所示)。0.12/个。

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  • 2016-11-9 22:51:00
?
2. EMI滤波器

2.1??LF1

2.1.1 因设计的PCB大小和外壳有限,所以得设计比较小的共模电感。
???????采用13*7*5mm的铁氧体磁环规格(如图,0.1元/个),使用直径0.5mm的漆包线和三层绝缘线并绕(9Ts左右),电感量大约在200uH左右即可。









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  • 2016-11-9 22:58:18
?
2.2 ?LF2
2.2.1 因设计的PCB大小和外壳有限,所以得设计比较小的共模电感。

????????采用14*8*7mm的铁氧体磁环规格(如图,0.12元/个),使用直径0.4mm的漆包线绕制,电感量大约在15mH左右即可。


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  • 2016-11-9 23:00:18
?
2.2.3 Bmax计算

? ?查阅该铁氧体的相关资料以及制作的参数,N=50TsA=20.4mm[sup]2[/sup]Bmax=0.2TLp=70Uh,可以计算出饱和时的电流:

Ip=(Bmax*Np*Ae/Lp=0.2*100*20.4/70=5.83A大于1.68A,故不会发生饱和现象。所以LF2的设计满足要求。
何仙公
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  • 2016-11-10 10:40:52
?
N=50T 那就应该是0.2*50
THTTH1982
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  • 2016-11-10 14:25:36
?
外面包的那么漂亮,里面能打过高压吗.
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  • 2016-11-10 18:39:45
?
这个是调试时做的,后来有加套管的。
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  • 2016-11-10 18:40:13
?
共模电感,所以按2倍来计算。
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  • 2016-11-10 21:53:25
?
今天刚刚改造的散热片;用拆机的散热片,改造为适合自己的散热片。
散热片不是很厚,因为本次设计都是采用贴片的MOSFET,所以没有后的散热片在PCB板子上面,只能通过点胶散热到此片,再通过点胶与外壳接触散热。所以此散热片比较重要。
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  • 2016-11-10 21:54:00
?
? ? ?散热片捣鼓好了,还的捣鼓一张绝缘片,不然会短路的;这个绝缘片也是用大机子的绝缘片剪切的。
用双面胶粘上去,看着还不错,哈哈。。。
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  • 2016-11-10 21:54:41
?
两个散热片盖起来看看,做的还是不错的,哈哈。。。
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  • 2016-11-10 21:55:30
?
? ? ?来看看外壳,外壳不大不小,采用40W的亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网的外壳,相信65W也不会很热吧。。。
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  • 2016-11-10 21:56:05
?
? ? ?看着还不错哦,拿在手里,手感不错哦,刚刚合适。。
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  • 2016-11-10 22:13:24
?
2.3 ??CX1

2.3.1 ?额定电压

该设计方案的输入电压为90264Vac,所以选择大于264Vac即可。

? ? ??2.3.2 选择结果


因外壳的体积比较小,PCB的面积有限,所以选择小体积的X电容,其规格为:330nF/275V/15mm/100℃;实物如下图(0.25元/个)。


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  • 2016-11-10 22:42:05
?
3. RX1/RX2

3.1??? 该机的启动时间为4S@115V/60Hz


查阅LD5530规格书,以及CX1放电原理,其选择规格为:105/500V/1206贴片电阻。


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  • 2016-11-10 22:51:43
?
4.?整流和滤波
4.1??DB1
4.1.1 反压
设计的同时还的考虑整流桥承受ESDSurge测试,所以选择1000V的整流桥。

4.1.2?额定电流计算

此外,额定电流规格也会影响到ESDSurge测试结果,根据Surge要求,以及温升的测试结果,选择2A的整流桥。


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  • 2016-11-10 22:54:07
?
设计的时候也要考虑InrushSurgeESD测试。
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  • 2016-11-10 22:54:56
?
4.1.3?选择结果

综合以上所述,选择DB1的规格为:
(0.25元/个)
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  • 2016-11-10 23:00:25
?
4.2? CK1
4.2.1 容量计算
????根据反激架构原理由Hold up time 规格计算所需要的最小容量:

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  • 2016-11-10 23:01:33
?
在辅助亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网电容够大的情况下,Hold Up time 主要由CK1决定,所以:


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  • 2016-11-10 23:02:13
?
4.2.2?电容耐压值374V

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  • 2016-11-10 23:03:23
?
4.2.3?选择结果

????综上所述,再考虑到温升和电容寿命,采用日本的红宝石电容,


其规格是400V/120UF/14.5*40mm。(3.5元/只)




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  • 2016-11-11 23:29:08
?
5. 功率部分

5.1 MOSFET(Q1)

5.1.1 额定电压
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  • 2016-11-11 23:30:15
?
????所以可以选择耐压大于639VMOS管。
5.1.2 额定电流
????根据变压器设计理论来计算流过MOSFET的最大电流:
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  • 2016-11-11 23:30:58
?
因为MOSFET的电流规格还会影响到效率和温升以及损耗等,所以选择11A17AMOSFET
5.1.3 选择结果
综上所述,选择英飞凌的IPD80R280P7




pizige5241
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  • 2016-11-12 08:07:31
?
先顶一个,不知道为什么收藏不了网页?
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  • 2016-11-12 22:52:29
?
应该可以吧,你再试试
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  • 2016-11-12 22:53:03
?
今天测试了第三版的部分相关数据,下面是开机时间测试:
开机时间1.78S<4S,满足设计要求。
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  • 2016-11-12 22:56:29
?
下图是关机时间20.20mS>6mS满足设计要求:
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  • 2016-11-12 22:56:53
?
下图是上升时间测试,7.9ms<50ms,满足设计要求。
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  • 2016-11-12 22:57:15
?
下图是纹波测试:
上图是90Vac输入3.43A满载情况的纹波,198mV<300mV满足设计要求。

上图是264Vac输入3.43A满载情况的纹波,118mV<300mV满足设计要求。
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  • 2016-11-12 22:58:26
?
下图是空载OVP的测试:
上图是90Vac输入情况下的OVP,29.6V<32V满足设计要求。

上图是264Vac输入情况下的OVP,30.0V<32V满足设计要求。
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  • 2016-11-12 23:06:32
?
下面是同步整流MOS的VGS波形:
上图是90Vac输入情况下,空载的VGS波形;

上、下图是90Vac输入情况下,满载的VGS波形;
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  • 2016-11-12 23:06:55
?
下面是同步整流MOS的VGS波形:
上图是264Vac输入情况下,空载的VGS波形;

上、下图是264Vac输入情况下,满载的VGS波形;
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  • 2016-11-12 23:07:21
?
下面是同步整流MOS的VDS波形:
264Vac输入情况下空载波形;

上、下图是264Vac输入情况下满载波形
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  • 2016-11-12 23:13:50
?
下面是一次侧MOS管的VGS波形:
上图是264Vac输入情况下空载VGS波形;

上、下图是满载的VGS波形图;
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  • 2016-11-12 23:15:55
?
下面是一次侧MOS管的VDS波形:
90Vac输入情况下满载的VDS波形,尖峰有点高;

展开后,发现震荡还好,不是很严重;
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  • 2016-11-12 23:16:20
?
下面是一次侧MOS的VDS波形:
上图是264Vac输入情况下,空载VDS波形

上、下图是满载的VDS波形;

展开发现有漏感震荡;
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  • 2016-11-13 18:09:49
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5.2 Rs电阻
5.2.1 阻值
????本次设计的OLP通过LD5530RCS脚来实现,所以Rs电阻与IC内部高低压补偿将影响到OLP的动作点,所以Rs根据OLP来计算:

OLP时的电流为IOLP,变压器到输出的效率为η,则输入变压器的功率为:
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  • 2016-11-13 18:10:32
?
单个周期内电流最大最小值分别为IP1IP2,则输入的功率为
综合上述公式计算Rs大约为0.351欧左右。
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  • 2016-11-13 18:12:17
?
5.2.2 功率
????一次侧电流在Rs上的损耗为:0.5w



5.2.3 选择结果
????通过实际调试,最后采用11206封装的3个并联


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  • 2016-11-13 18:13:43
?
5.3 DA1
5.3.1 反向耐压
漏感吸收线路电流仅在漏感存储的能量在MOS及变压器震荡产生尖峰时有,实际测得此电流为0.13A
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  • 2016-11-13 18:15:01
?
5.3.2 反向恢复时间Trr

??? 由于DA1的反向恢复时间会影响到EMI,使用Trr比较大的1N4007即可。

5.3.3 选择

??? 选择贴片的M7/1A/1000V(如图)。


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  • 2016-11-13 18:20:01
?
6. 辅助亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网
6.1???CH1
6.1.1 耐压和容量
????因为变压器设计时,辅助亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网的匝数和输出的匝数一样,所以Vcc的电压也不会很高,所以采用常用的10UF/50V耐压即可。
6.1.2 选择
????采用5*11MM10uf/50V的电容(如图)。



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  • 2016-11-13 18:21:50
?
6.2 ??DH1
6.2.1 耐流10ma即可
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  • 2016-11-13 18:23:01
?
6.2.1 耐压


6.2.3 选择结果
????综上,再结合实际温升,选择贴片US1M/UF4007/1A/1000V(如图)。


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  • 2016-11-14 19:00:35
?
上次测试第三版的效率忘记发了,现在补上:


接有1.5M长的18#线端的效率,下面是测试源数据。
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  • 2016-11-14 19:01:57
?
下面是板端效率:
下图是测试源数据;
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  • 2016-11-14 22:24:25
?
7. PWM控制器

7.1??? U1

考虑到效率、体积以及待机功耗,同时也考虑到自己对芯片的了解,所以采用通嘉公司的LD5530R
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  • 2016-11-14 22:27:42
?
8. 变压器设计

8.1??? T1

8.1.1 变压器计算

由于体积的限制,决定采用POT3015





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  • 2016-11-14 22:30:03
?
8.1.3 计算匝比N的范围,选择合适的匝比N
综合以上可以得:3N11

实际选用匝比为:N=6

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  • 2016-11-15 20:40:14
?
8.1.4?D[sub]max最大占空比计算:[/sub]


将匝N=6带入上式得:Dmax=0.7
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  • 2016-11-15 20:42:55
?
8.1.5?变压器感值Lp的计算


所以可以得到:

KRF=0.346

代入上式可以得:LP=600μH左右
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  • 2016-11-15 20:46:01
?
8.1.6 变压器电流计算
一次侧电流有效值:

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  • 2016-11-15 20:47:06
?
二次侧电流有效值:



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  • 2016-11-15 20:48:31
?
8.1.7 设定Bmax,确定圈数及验证低压满载时的Bmax采用TP4D材质,设定Bs=4100Gauss
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  • 2016-11-15 20:49:18
?
根据实际调试,已经骨架宽度,所以选择:

Np=36T;Ns=6TNa=6T
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  • 2016-11-15 20:51:36
?
8.1.8 选择线径,计算电流密度

?? 根据NP

结合实际的温升,效率,EMI情况及绕制情况,Np分两层绕制,线径为0.4*236T;Ns线径为0.3*2T6T



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  • 2016-11-15 20:52:57
?
满足设计要求。

对于辅助亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网绕组的线径,由于电流很小,用常用的细线径(D>0.22mm)即可满足电流需求,所以辅助绕组采用0.3mm线径双股绕5T即可。

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  • 2016-11-15 20:54:32
?
8.1.9 选择结果

采用PQT3015磁芯骨架,分别为36T+6T+6T

600Uh的电感量。


leoliang
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  • 2016-11-16 14:48:21
?
满载的时候,最好调在第一个谷底开通。
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  • 2016-11-16 22:07:01
?
该PWM芯片没有谷底侦测,如果要调到谷底导通,应该有点困难。
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  • 2016-11-16 22:08:42
?
9. Y 电容的选择

9.1 ? ?Y电容以EMI调试为准。
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  • 2016-11-16 22:10:02
?
9.1.2 漏电流计算

根据设计要求Lu<200uA,240Vac/63Hz输入条件下,根据漏电流公式:

Lu=U/(1/WC)=240/(1/2*3.14*63*C),得出C<2.21Nf

结合实际EMI传导,理论漏电流及ESD调试,选择规格为:0.68nf/250V


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  • 2016-11-16 22:12:28
?
10. ?次级整流和滤波

10.1??? Q2

? ? 10.1.1 反向耐压79V
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  • 2016-11-16 22:13:06
?
10.1.2??电流

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  • 2016-11-16 22:16:24
?
10.1.3选择结果
????根据温升和EMI的调试结果,选择STD80N10F770A100V8.5m?TO-252

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  • 2016-11-16 22:17:36
?
10.2 ?U2、R1R2C1RG4的选择

?? ????根据英飞凌提供的样品选择里面,选择IR1161LSR主控芯片。R1采用1K限流即可,因为该芯片需要的电流不大,同时也起到降压的作用;C1采用104滤波即可;根据T[sub]MOT[/sub] = 2*10-11*RMOT可以得出R2=RMOT=56KRG4采用3.3欧即可。

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  • 2016-11-16 22:19:34
?
10.3?? CE1、CE2 10.3.1容值
????根据高频纹波电压计算为176uf。
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  • 2016-11-16 22:20:18
?
????而实际测试的为低频纹波电压,所以容值选择一般要比以上计算的要大;而此外根据电容温度、外壳尺寸,PCB的面积大小,电容纹波电压测试及寿命计算后,选择一颗220UF的固态电容。

10.3.2耐压为25V即可。
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  • 2016-11-16 22:21:13
?
10.3.3 选择结果

采用220UF/25V/8*11.5/NCC的固态电容。

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  • 2016-11-16 22:36:54
?
????????上周发出去打样的变压器回来了,一共打样了5个;因为挂的是公司的名,不敢多打,哈哈。。。
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  • 2016-11-16 22:38:46
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????????看着还不错,果然工厂做的就是扎实,当然,光看外表还是不行的,还的装机测试,测试好,那才叫好。
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  • 2016-11-16 22:40:49
?
? ? 引脚的绝缘套管也做的很到位,这下打ESD、Hi-pot、Surge等,应该没有问题了;当然了,还有点美中不足的就是,忘记叫在外面加一圈铜皮,然后接地,做屏蔽了;看来害的自己动手加了。
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  • 2016-11-16 23:01:01
?
第四版PCB打样也快好了,估计明天就可以拿到板子了,又得忙起来了。
qinzutaim
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  • 2016-11-17 10:55:22
?
好快的速度!
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  • 2016-11-17 23:06:44
?
? ? ? ?这是第四版的PCB,由于调试EMI,所以已经做到第四版本了,虽然改动不是很大,但是对EMI中的辐射影响却是很大;看有的师傅做的,效率都很高,我这个在兼顾EMI的情况下,最多也只能到92%多点;真是有的必有失啊。
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  • 2016-11-17 23:07:03
?
? ? ?顶层PCB,将SR主控移到了离二次侧MOSFET远一点的地方了,主要是减小一点干扰。
下面是顶层丝印层。
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  • 2016-11-17 23:07:46
?
底层PCB,用大面积的GND来屏蔽干扰。
下面是底层丝印层;遗憾的是忘记加LOGO图案了。
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  • 2016-11-17 23:20:26
?
星期一发出去打样的,今天下午拿到货了,深圳的快递你懂得。
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  • 2016-11-17 23:21:40
?

开箱,准备焊接;准备焊接两台,一台用于常规测试,一台用于破坏性测试。
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  • 2016-11-17 23:24:50
?
一个多小时的奋斗,贴片基本搞定,准备插件。。。
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  • 2016-11-17 23:25:14
?
插件也基本搞定。。。
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  • 2016-11-17 23:25:40
?
两个多小时过去了,基本焊接好了,这是洗板后的效果。。。
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  • 2016-11-18 21:36:49
?
11. 反馈回路

11.1 19V输出

?? 因为没有采用LED指示灯,所以使用非节能TL431也可以满足空载功耗(小于200mW)要求;根据模组和LayOut以及调试情况来选择。

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  • 2016-11-18 21:37:19
?
12. Q2的尖峰吸收电路

参考尖峰吸收的标准模组,根据Q2反压和EMI的调试情况选择。



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  • 2016-11-18 21:37:50
?
12. 过压保护(OVP

根据设计要求,小于32V保护。

变压器设计时,辅助绕组和次级绕组匝数是一样的,因而,OVP保护电压即为IC OVP,上下限电压,而ICOVP点是26.5V-28.5V,因辅助二极体有0.65V压降,则OVP保护点为27.3V-29.3V,满足设计要求。?
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  • 2016-11-18 21:38:32
?
14.过温度保护(OTP
? ? ??采用100KNTC6.8k的电阻串联对地,理论上NTC达到70度以上就会保护,以实际调试结果为准。

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  • 2016-11-18 21:41:35
?
? ? ?理论计算和器件选择,其实写到这里已经接近尾声了;接下来就是对亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网进行各方面的测试了,所以下面会更新各方面的测试进展,敬请期待。
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  • 2016-11-20 22:21:35
?
今天进行了点温升测试,关键器件基本都点了,一共用了20度条测试线;
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  • 2016-11-20 22:22:28
?
在40度的环境温度下测试90Vac满载和264Vac满载;结果要明天才能出来。
何仙公
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  • 2016-11-21 14:52:51
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共模有饱和一说吗,共模的话圈数貌似50-50=0T
liaozhaocheng
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  • 2016-11-21 18:43:46
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楼主不错啊,热情高涨啊。
帖子太长没耐心看完了。支持
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  • 2016-11-21 21:29:18
?
谢谢支持。
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  • 2016-11-22 20:52:02
?
????????温升测试结果出来了,没有超标的器件,都在允许范围内;其中90Vac测试了将近7小时,264Vac测试了将近11小时,所以说都是PASS的。
luck_gfb@163.com
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  • 2016-11-23 15:19:45
?
第三版为什么失败,怎么没有测试数据?改板也太随意了吧!
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  • 2016-11-23 17:57:00
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测试的项目太多,所以一点点的小改动也是一版本;第三版的EMI不是很好,所以又进行了第四版本。
lclbf
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  • 2016-11-24 15:07:21
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根据实际测试,90Vac输入时的Inrush40A.你这个是怎么测试的?能告诉方法和测试示意图吗?Tinrush=570μS是如何来的?
lclbf
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  • 2016-11-24 15:12:19
?
黄白环和绿环有啥区别?为啥你不都用绿环或者都用黄白环?
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  • 2016-11-24 15:27:08
?
我怎么没有看见桥堆和保险管规格书有I2t这个参数。你是哪里知道的?
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  • 2016-11-24 15:31:33
?
你这是测试的那两个地方波形来比较的。
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  • 2016-11-24 15:33:03
?
你这是看的哪里的波形,来看OVP的?
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  • 2016-11-24 16:20:31
?
变压器你没有测试线包温度,是不是线包温度有差异?
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  • 2016-11-24 19:18:04
?
有的,如图所示。
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  • 2016-11-24 19:22:03
?
OVP测试就是用示波器直接勾在输出端,空载开机,然后短路光耦的1脚和2脚;当然示波器调成触发模式,就可以爪到OVP波形了。
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  • 2016-11-24 19:23:31
?
OVP就是楼上说的方法测试,32V是在方案设计前规定的;
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  • 2016-11-24 19:25:21
?
由于板子要邮寄,所以没有撬开里面点温升线了,总的来说,也不会相差很大的。
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  • 2016-11-24 19:30:23
?
不好意思,相关浪涌电流有更新;;这个就是浪涌电流,用电流探棒配合示波器测试的;示波器用触发模式;AC亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网(3KW以上的)相位调到90度;这样就可以测试浪涌电流了。264Vac的测试出时间,然后根据90Vac的来计算就好了,因为AC亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网(我们公司的)提供不了那么大的电流。
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  • 2016-11-24 19:32:36
?
或多或少有写区别;颜色不能作为判断依据的,主要还是看磁环的材料;我使用的主要是手头上有这样的库存,所以就采用了。
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  • 2016-11-24 21:09:34
?
你哪里的资料,我百度上找的,真还没有看见。保险管我也没有找到这个参数。
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  • 2016-11-24 21:13:36
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我是说你开关机时间是测试的那个地方来看的。
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  • 2016-11-24 23:20:31
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如图所示,比较全的资料就有这个参数;
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  • 2016-11-25 21:41:48
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标签已经DIY(纯属DIY,不要问过不过上面的标准!!)好,准备贴在亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网的外壳上,这样逼格就高多了,哈哈。。。

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  • 2016-11-25 21:45:01
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开、关机机时间就是测量AC输入端和DC输出端。
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  • 2016-11-26 11:39:51
?
不在谷底导通会有什么缺点。要想在谷底导通怎么调试 。比如我的这个图所示:
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  • 2016-11-26 14:32:50
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不在谷底导通的主要缺点就是开关损耗比较大;如果你所使用的PWM芯片没有谷底侦测,要实现谷底导通的话,是比较难的;但是也是可以调试到实现的,其限制条件是,只针对固定的输入电压和输出负载;其方法有调节变压器的电感量或者在MOS的DS两端并联电容来实现;总的来说,意义不大,因为其他点的效率会变差。
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  • 2016-11-27 13:31:22
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来一张电子版的标签,模仿的有模有样,哈哈
hong45691
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本网技工
  • 2016-11-28 14:29:15
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厉害,来学习。请教个问题,想输出15V的话是不是变压器换成降压15V的就行了?
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  • 2016-11-28 20:50:12
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调节反馈分压取样电阻就好了,变压器不用更换的。
lclbf
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  • 2016-11-29 11:39:16
?
调试哪里可以调到谷底导通?
hong45691
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本网技工
  • 2016-11-29 15:39:35
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hong45691
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本网技工
  • 2016-11-29 15:55:49
?
你好,你看我这样可以吗,我把二级的智能整流器不要了。变压器还是用你规格那个


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副总工程师
  • 2016-11-29 18:42:39
?
可以,没有什么问题。
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  • 2016-11-29 18:43:36
?
其方法有调节变压器的电感量或者在MOS的DS两端并联电容来实现;
hong45691
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本网技工
  • 2016-11-29 19:00:44
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好的,谢谢指教了。
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副总工程师
  • 2016-11-29 21:37:34
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大家一起相互交流学习,共同进步。
hong45691
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本网技工
  • 2016-11-30 11:44:44
?
打扰下,您打样变压器价格是怎样的呢?淘宝上打样几个太贵
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  • 2016-11-30 17:52:44
?
我这个是公司打样的,好像是免费的;其他地方打样具体多少钱我也不是很清楚,不好意思哦。
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  • 2016-11-30 18:14:27
?
最终版本的传导和辐射测试;
下图是110Vac输入满载情况下的传导L、N测试PASS。
从测试的结果来看,该机的传导还是可以的,但是还有优化的空间。
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  • 2016-11-30 18:14:48
?
230Vac输入满载情况下的传导L、N测试PASS。
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  • 2016-11-30 18:15:12
?
110Vac输入满载情况下的辐射(水平/垂直)测试pass。 从测试结果来看,垂直的辐射比较差,特别是在低压输入的情况下。
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  • 2016-11-30 18:15:33
?
230Vac输入满载情况下的辐射(水平、垂直)测试PASS.
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  • 2016-11-30 18:28:18
?
? ? ? 由于兼顾效率,所以EMI的调试就这样了;发现效率和EMI是相互矛盾的,如果想效率高,EMI就会差,如果想EMI好,效率就会差;所以了,只能折中了。毕竟反激拓扑的效率也就这个样了。
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  • 2016-12-2 18:30:43
?
下图是输入90Vac满载开机的浪涌电流测试;


?Iinrush=53A;???Tinrush=512μS



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  • 2016-12-2 18:31:00
?
下图是输入264Vac满载开机的浪涌电流测试;
????根据90Vac时的浪涌电流和时间,以及264Vac时的时间,可以推算出264Vac的接近值;

Iinrush=113A;???Tinrush=1090μS




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  • 2016-12-6 22:23:03
?
如下是输出滤波电容CE1的电流波形;90Vac满载波形。
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  • 2016-12-6 22:23:25
?
264Vac满载波形。
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  • 2016-12-7 18:39:48
?
如下是辅助亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网的电容CH1的电流纹波波形图;90Vac满载;
264Vac满载波形图:
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  • 2016-12-7 18:40:19
?
这是输入滤波的大电容CKI的电流纹波波形;90Vac满载高频电流纹波波形;
90Vac满载综合波电流纹波波形:

通过上面的测试可以计算出低频电流纹波:

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  • 2016-12-7 18:40:39
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264Vac满载综合波电流纹波波形:

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  • 2016-12-7 20:50:40
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  • 2016-12-9 17:46:07
?
下面是市电输入的电压电流波形;
下图是90Vac输入满载情况下的波形:

PF=0.599
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  • 2016-12-9 17:46:28
?
下图是115Vac输入满载情况下的波形:
PF=0.522
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  • 2016-12-9 17:46:46
?
下图是230Vac输入满载情况下的波形:
PF=0.406
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  • 2016-12-9 17:53:05
?
264Vac输入满载情况下的波形忘记保存了;PF=0.394
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  • 2016-12-16 22:07:14
?
第一版的PCB:
第二版PCB:
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  • 2016-12-16 22:08:01
?
第三版PCB:
第四版PCB:
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副总工程师
  • 2016-12-16 22:10:04
?
经过两个多月的修修改改,一共经历了4个版本的升级。
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  • 2016-12-25 13:56:21
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资料在一楼,有需要的可以看看,详见1楼。
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副总工程师
  • 2016-12-28 21:45:45
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该设计的SCH和PCB已上传,详见1楼。
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副总工程师
  • 2017-1-5 18:30:14
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自己来顶一下。
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副总工程师
  • 2017-2-5 12:29:29
  • 倒数9
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好久没来看了,各位新年好呀
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副总工程师
  • 2017-2-12 15:06:03
  • 倒数8
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如果PCB空间允许的话,在输出端再并联一个铝电解就更好了。
细水长流
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本网技师
最新回复
  • 2019-7-26 15:15:15
  • 倒数1
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怎么下载高清原理图
goodinfineon
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本网技师
  • 2017-2-21 15:06:16
  • 倒数7
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学习了,这样的帖子技术含量满满的,向楼主学习!
也请楼主对刚入门的给予一些指导建议。
谢谢
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副总工程师
  • 2017-3-6 21:54:42
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奖品已收到,感谢英飞凌&21亚博在线娱乐唯一官网--任意三数字加yabo.com直达官网网,以及其工作人员。
znz23456
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高级工程师
  • 2019-7-25 10:33:53
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文件下载不了了。
mypower21DY
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副总工程师
  • 2019-6-12 09:10:53
  • 倒数5
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很详细,有原理图,有PCB,顶
细水长流
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本网技师
  • 2019-7-26 13:39:50
  • 倒数2
?
? ?原理图,和PCB看不清,请问怎么下载
细水长流
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本网技师
  • 2019-7-26 13:38:30
  • 倒数3
?
? ? 这个的原理图看不清楚,请问怎么下载
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