电源设计流程
新手初次设计反激电源式电源?手把手教你步骤
新手初次设计反激电源式电源?手把手教你步骤准备 在初次设计电源之前,应确保电源所采用的印刷电路板符合Power Integrations器件数据手册中指定的布局指南。
如果在实验用面包板或原始样板上搭建设计的电路,会引入很多寄生元件,这样会影响电源的正常工作。
而且,许多实验用面包板都无法承载开关电源所产生的电流水平,并可能因而受损。
此外,在这些电路板上非常难以控制爬电距离和电气间隙。
所需设备 在本课程中,您将用到以下设备: 1.一个隔离式交流电源供应器或一个自耦变压器 2.一个瓦特表 3.至少四个数字万用表,其中两个具有高精度电流量程 4.一个带有高压探针的示波器 5.一个电流探针 6. 还有您的实际负载 术语 本文将频繁使用的两个术语是“稳压”和“自动重启动”。
当电源处于稳压状态时,控制器持续接收反馈,所有输出电压均保持稳定不变,并处于指定的容差限值内。
自动重启动是Power Integrations器件中内置的一种保护模式。
处于稳压状态的输出 自动重启动 在工作期间,如果所消耗的功率大于电源所能提供的功率限值,或者在启动后,电源的输出电压在指定的时间内不能达到稳压,Power Integrations器件将进入自动重启动保护模式。
这种设计通过限制电源在故障情况下提供的平均功率,可防止元件受损。
在测试期间,如果发现电源性能与本课程中所描述的情况不符,或者表现出任何异常特征,请停止测试程序,并参照其他PI大学故障诊断课程中的内容排查问题,或者联系当地PI代表解决问题。
设计信息 现在就可以开始测试了。
下面,我们将以使用TinySwitch -PK器件的RD-1151参考设计电路板为例进行讲解。
该电源用于DVD播放器,可提供7.5 W的连续输出功率,峰值功率为13 W。
连续输出功率分为四路输出,它们包括: 3.3 V,500 mA 5 V,500 mA 正12 V,250 mA 负12 V,30 mA 目测 设计之前,应先目测检查电路板,确保所有极性组件都已正确插装。
直流稳压电源设计报告
直流稳压电源设计报告设计报告:直流稳压电源1. 设计目标:设计一个直流稳压电源,能够提供稳定的输出电压,并具备过载保护功能。
2. 设计方案:采用线性稳压电源的设计方案。
选择变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和保护电路五个部分组成。
3. 设计流程:- 选择合适的变压器,根据输出电压和电流的要求确定变压器的额定参数。
- 设计整流电路,一般采用整流桥整流,将交流电源输出转换为直流电源。
- 设计滤波电路,采用电容滤波和电感滤波的组合,使输出电压更加稳定。
- 设计稳压电路,常用稳压二极管、稳压管、稳压芯片等元件,通过调节电流和电压实现稳压功能。
- 设计过载保护电路,采用过流保护、过热保护、电流限制等技术手段,保护电源和负载。
4. 设计参数:- 输入电压:220V AC- 输出电压:5V DC- 输出电流:1A- 稳压精度:±5%- 过载保护:电流限制在1.2A,过热保护温度设定为85℃5. 集成电路选型:- 变压器:选择额定输入电压为220V AC,输出电压为12VAC的变压器。
- 整流电路:选择四个二极管组成整流桥,如1N4007。
- 滤波电路:选择适当的电容和电感组成滤波电路,如4700μF,100μF电容和100mH电感。
- 稳压电路:选择稳压二极管或稳压芯片,如7805稳压芯片。
- 过载保护电路:选择过流保护元件和温度传感器,如电流限制为1.2A的保险丝和额定触发温度为85℃的热敏电阻。
6. 电路连接:根据设计方案,按照电路图连接各个元件。
7. 实验验证:通过实验验证电源输出电压、电流的稳定性,并测试过载保护电路的有效性。
8. 结果分析:根据实验结果分析,评估设计方案的可行性和性能指标是否满足要求。
9. 优化改进:根据分析结果,提出优化改进的方案,如更换元件、调整参数等,以进一步提高电源的稳定性和性能。
10. 结论:根据实验和优化改进的结果,得出结论并总结设计报告。
电气部分设计步骤
电气部分设计步骤(1)确定供电电源:包括配电变压器是合用(与电力),还是照明专用,需要疏散照明、备用照明等场所,还要确定应急电源方式(如独立电网电源、应急发电机或蓄电池组等),通常应同该项目的电力用电统一考虑确定,以满足使用要求,安全、可靠、经济、合理。
(2)确定配电系统:包括配电分区划分(注意不同用户、不同核算单位、不同楼层的分区),配电箱设置,灯光开关控制要求,配电线路连接。
(3)配电系统接地方式:通常应与该建筑的电力用电统一确定,并注意采用I类灯具时,其外露导电部分应接地(接PE线)的要求。
(4)功率统计和负荷计算:按各级干线、分支线统计照明安装功率(注意包括镇流器和变压器功耗),计算出需求功率、功率因数和计算电流,同时确定无功补偿的方式和设置方案。
(5)配电线路设计:包括各级配电线路导线(或电缆)的选型以及截面的确定。
根据场所环境条件和防火、防爆要求,选择电线(电缆)的类型、敷设方式,并按照允许载流量和机械强度初步选择导体截面积。
(6)计算电压损失:按初选的导线和截面计算各段线路的电压损失,求出末端灯的电压损失值,要求不超过标准规定;如超过,应加大截面,再进行计算。
(7)配电线路保护电器的选型和参数的确定;应计算短路电流和接地故障电流,按短路保护、过负载保护和接地故障保护的要求,选择各级线路首端的保护电器类型(熔断器或断路器)及其额定电流和整定电流值,并应使上下级保护电器间有选择性动作。
如达不到规范的要求,应调整整定电流值,或加大导线截面积,甚至改变保护电器类型。
(8)开关和控制方式的设计:一般工作房间,按要求设置集中的或分散的手动开关;对于大面积场所、公共场所,要考虑集中的或自动控制方式,包括各种节能的、利用天然光或无人时自动关灯等控制方式。
(9)确定电能计量方式:考虑付费和节能的需要,分用户、分单位装设电能表。
(10)确定灯具和配电箱、开关、控制装置的安装方式,线路敷设方案。
开关电源从原理图到PCB设计的流程解析
开关电源从原理图到PCB设计的流程解析描述一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数-输入原理网表-设计参数设置-手工布局-手工布线-验证设计-复查-CAM输出。
二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产,间距也应尽量宽些。
最小间距至少要能适合承受的电压,在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距,一般情况下将走线间距设为8mil。
焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。
当与焊盘连接的走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状,这样的好处是焊盘不容易起皮,而是走线与焊盘不易断开。
三、元器件布局实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。
例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声;由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法。
每一个开关电源都有四个电流回路:(1)。
电源开关交流回路(2)。
输出整流交流回路(3)。
输入信号源电流回路(4)。
输出负载电流回路输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电,滤波电容主要起到一个宽带储能作用;类似地,输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量,同时消除输出负载回路的直流能量。
所以,输入和输出滤波电容的接线端十分重要,输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源;如果在输入/输出回路和电源开关/整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连,交流能量将由输入或输出滤波电容并辐射到环境中去。
电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流,这些电流中谐波成分很高,其频率远大于开关基频,峰值幅度可高达持续输入/输出直流电流幅度的5倍,过渡时间通常约为50ns。
这两个回路最容易产生电磁干扰,因此必须在电源中其它印制线布线之前先布好这些交流回路,每个回路的三种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器应彼此相邻地进行放置,调整元件位置使它们之间的电流路径尽可能短。
如何一步一步设计开关电源?开关电源设计调试步骤全过程
如何一步一步设计开关电源?开关电源设计调试步骤全过程针对开关电源很多人觉得很难,其实不然。
设计一款开关电源并不难,难就难在做精,等你真正入门了,积累一定的经验,再采用分立的结构进行设计就简单多了。
万事开头难,笔者在这就抛砖引玉,慢慢讲解如何一步一步设计开关电源。
开关电源设计的第一步就是看规格,具体的很多人都有接触过,也可以提出来供大家参考,我帮忙分析。
在这里只带大家设计一款宽范围输入的,12V2A的常规隔离开关电源。
1、首先确定功率根据具体要求来选择相应的拓扑结构;这样的一个开关电源多选择反激式(flyback)基本上可以满足要求。
在这里我会更多的选择是经验公式来计算,有需要分析的,可以拿出来再讨论。
2、选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计当我们确定用flyback拓扑进行设计以后,我们需要选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计(sch)。
无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。
对里面的计算我还会进行分解。
分立式:PWMIC与MOS是分开的,这种优点是功率可以自由搭配,缺点是设计和调试的周期会变长(仅从设计角度来说);集成式:就是将PWMIC与MOS集成在一个封装里,省去设计者很多的计算和调试分步,适合于刚入门或快速开发的环境。
3、做原理图确定所选择的芯片以后,开始做原理图(sch),在这里我选用STVIPer53DIP(集成了MOS)进行设计。
设计前最好都先看一下相应的datasheet,确认一下简单的参数。
无论是选用PI的集成,或384x或OBLD等分立的都需要参考一下datasheet。
一般datasheet里都会附有简单的电路原理图,这些原理图是我们的设计依据。
4、确定相应的参数当我们将原理图完成以后,需要确定相应的参数才能进入下一步PCBLayout。
当然不同的公司不同的流程,我们需要遵守相应的流程,养成一个良好的设计习惯,这一步可能会有初步评估,原理图确认,等等,签核完毕后就可以进行计算了。
电源管理电路设计
电源管理电路设计随着电子技术的飞速发展,电子产品在人们的日常生活中越来越普及。
电子产品绝大部分都需要电源来供电,并且电源管理电路的设计关系到电子产品的性能和稳定性。
本文将分别从电源管理电路的基本要求、设计流程、以及常见设计问题三个方面进行探讨。
一、电源管理电路的基本要求电源管理电路的基本要求包括以下几个方面:1、稳定性:电源管理电路要保证输出电压、电流的稳定性,防止因为电压波动而出现故障。
2、高效性:电源管理电路要充分利用能量,达到预期的功率转换效率。
3、绿色环保:电源管理电路要遵循环保要求,尽量达到低能耗、低噪声、低辐射的目的,减少对环境的污染。
4、可靠性:电源管理电路的设计要考虑产品的实际应用情况,确保电子产品的长期运行可靠性。
二、电源管理电路的设计流程电源管理电路的设计流程如下:1、分析电源要求,确定电源管理电路的主要参数,包括输出电压和电流、输入电压、转换效率等。
2、选择主要元器件,包括变压器、二极管、场效应管等。
3、设计电路原理图,确定各个部分的电路参数和设计方案。
4、进行仿真分析,确保电路工作的可靠性和电性能满足要求。
5、进行电路板的设计和布局,将原理图转换为电路布线图,确定元器件的放置位置和连接方式。
6、制作电路板,装配元器件,进行电路调试,保证电路实现设计参数和性能。
7、进行可靠性测试,保证电源管理电路的长期稳定性和可靠性。
三、电源管理电路设计中常见问题及解决方法1、电磁兼容问题电磁兼容是电源管理电路设计中的重要问题,涉及到电路板和元器件的选取、布线设计、地线的处理等。
处理方法是考虑在电路板设计之初,尽量减少环路面积,同时使用各种抑制措施,如滤波电容、电感等。
2、输出电压杂波问题在电源管理电路设计中,输出电压杂波问题经常会出现。
我们可以采取滤波措施,通过增加电容或电感来减少输出电压的杂波。
3、过温保护问题在电源管理电路工作中,存在过载、过电流等问题,会使得电路温度上升,导致电路寿命缩短。
开关电源的设计与制作.
开关电源的设计与制作.开关电源是一种具有多种功能的电源,能够将交流电转换为准直流电,具有高效、稳定、小体积、负载适应性强等特点,被广泛应用于电子产品中。
下面将介绍开关电源的设计和制作过程。
一、设计1. 选择主控芯片在选择主控芯片时,需要考虑到开关电源的需要功率,输入电压等重要因素。
一般来讲,主要考虑二极管、三极管、场效应管和MOSFET,选择的主控芯片一定要能够支持这些器件。
2. 电路板设计开关电源的电路板设计需要关注的是电源输出功率,输入电压,使用环境等因素。
在设计时,需要根据实际需要计算出各种元器件的参数,如电路板电流、输出电压、电源开关频率等。
3. 其他元器件的选择根据开关电源的功能和使用环境选择其他元器件。
例如,输入电容器和输出电容器是至关重要的,其要求是具有低ESR和低电感,同时还需要尽可能小的尺寸,以防止电容器的贡献对整个系统的影响。
其次,需要选择稳压模块、电压桥等元器件,以确保稳定输出电压。
LED和LCD显示屏、温度传感器、风扇等功能元件也是需要考虑的。
在选择元件时,最好和电路板的其他部分相匹配,以保证整个系统稳定。
二、制作1. 材料准备制作开关电源前,需要准备好所需要的工具和材料,包括主控芯片、电路板、电解电容器、熔丝、开关、散热器和电线等。
2. 版图制作根据设计的电路图,使用PCB设计软件制作电路板版本。
可以将电路板绘制在电脑上并导出到光刻模板上,也可以自行手动制作。
在电路板上安装元器件时,应该先将元器件插入到它们对应的插槽中,然后焊接。
在焊接过程中,注意电路板上的金属导线应该彼此连接,而不是被阻隔或干扰。
4. 测试和调试完成开关电源的制作后,需要进行测试和调试。
通过外界的输入电流和电压,测试输出电压是否稳定、电源工作时的电流是否适当等。
较大的游离噪声可能会影响系统功能,因此需要对系统进行精确的调整,确保电源输出稳定。
以上就是开关电源的设计和制作过程,希望可以帮助您更好的理解开关电源的实现过程。
电源设计方案
电源设计方案概述电源设计是电子设备开发过程中不可或缺的一部分。
一个稳定、高效的电源供应系统是保障电子设备正常运行的关键。
本文将介绍一个通用的电源设计方案,详细讨论电源模块选择、稳压控制、过流保护和短路保护等关键要素。
一、电源模块选择在电源设计中,选择正确的电源模块是至关重要的。
电源模块应能够提供设备所需的稳定电压、电流,并具备高效能的转换效率。
要根据设备的功耗要求、工作温度要求、输入电压范围和输出电压/电流等因素,选择合适的电源模块。
常见的电源模块有开关电源模块、线性稳压器、直流稳压电源等。
开关电源模块通常具有更高的转换效率和更大的功率密度,但成本较高,适用于功耗较大的设备。
线性稳压器适用于功耗较低的设备,具有更低的成本和较好的抗干扰性能。
直流稳压电源适用于对电源稳定性要求较高的设备。
二、稳压控制稳压控制是电源设计中最重要的一部分。
稳压控制器的作用是通过反馈机制来调整输出电压,保持其稳定在设定范围内。
常见的稳压控制器有线性稳压器、开关稳压器等。
线性稳压器通常采用负反馈控制,通过调节阻值来实现稳压。
开关稳压器采用开关元件和反馈电路,通过高频开关操作来控制输出电压。
选择合适的稳压控制器需要考虑输出电压范围、负载调整能力、响应速度和成本等因素。
三、过流保护电源设计中的过流保护是为了保护设备免受过大电流的损坏。
过流保护通常通过电流传感器和保护电路来实现。
电流传感器可以是电流互感器、电流变压器、电流开关等。
保护电路可以是电流比较器、二极管整流电路、快速开关等。
过流保护的触发电流应根据设备的需求进行合理设置,以避免误触发或过大的保护延迟。
四、短路保护短路保护是为了防止设备在输出短路时受到损坏。
短路保护通常通过短路检测电路和保护电路来实现。
常见的短路检测电路有电流检测、电压检测、功率检测等。
保护电路可以是短路保护芯片、电流比较器、电压检测电路等。
选择合适的短路保护方案需考虑触发速度、保护延迟、灵敏度和成本等因素。
详解一步一步设计开关电源
详解一步一步设计开关电源【开篇】针对开关电源很多人觉得难,主要是理论与实践相结合;万事开头难,我在这里只能算抛砖引玉,慢慢讲解如何设计,有任何技术问题可以随时打断,我将尽力来进展解答。
设计一款开关电源并不难,难就难在做精;我也不是一个很精熟的工程师,只能算一个领路人。
希望大家喜欢大家一起努力!!【第一步】开关电源设计的第一步就是看规格,具体的很多人都有接触过;也可以提出来供大家参考,我帮助分析。
我只带大家设计一款宽围输入的,12V2A 的常规隔离开关电源1. 首先确定功率,根据具体要求来选择相应的拓扑构造;这样的一个开关电源多项选择择反激式(flyback) 根本上可以满足要求备注一个,在这里我会更多的选择是经历公式来计算,有需要分析的,可以拿出来再讨论【第二步】2.当我们确定用flyback 拓扑进展设计以后,我们需要选择相应的PWM IC 和MOS 来进展初步的电路原理图设计(sch)无论是选择采用分立式的还是集成的都可以自己考虑。
对里面的计算我还会进展分解分立式:PWM IC 与MOS 是分开的,这种优点是功率可以自由搭配,缺点是设计和调试的周期会变长〔仅从设计角度来说〕集成式:就是将PWM IC 与MOS 集成在一个封装里,省去设计者很多的计算和调试分步,适合于刚入门或快速开发的环境集成式,多是指PWM controller 和power switch 集成在一起的芯片不限定于是PSR 还是SSR【第三步】3. 确定所选择的芯片以后,开场做原理图(sch),在这里我选用ST VIPer53DIP(集成了MOS) 进展设计,原因为何(因为我们是销售这一颗芯片的).设计之前最好都先看一下相应的datasheet,自己确认一下简单的参数无论是选用PI 的集成,或384x 或OB LD 等分立的都需要参考一下datasheet一般datasheet 里都会附有简单的电路原理图,这些原理图是我们的设计依据【第四步】4. 当我们将原理图完成以后,需要确定相应的参数才能进入下一步PCB Layout当然不同的公司不同的流程,我们需要遵守相应的流程,养成一个良好的设计习惯,这一步可能会有初步评估,原理图确认,等等,签核完毕后就可以进展计算一般有芯片厂家提供相关资料【第五步】5. 确定开关频率,选择磁芯确定变压器芯片的频率可以通过外部的RC 来设定,工作频率就等于开关频率,这个外设的功能有利于我们更好的设计开关电源,也可以采取外同步功能。
第七讲电源设计流程简介
• 原机房机房走线情况:配电房至油机房及至电 力室的走线路由情况。
• 大楼接地情况:采用联合接地方式,在电力室 设置总接地汇集排。
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第七讲电源设计流程简介
交直流供电系统设计
• 机房位置确定:与建设单位商定交换机房、MDF机房、进 线室、计费和网管机房、传输机房、电力室、电池室等机 房位置。
计费和网管设备:
供电类型与波动范围:220V±3%。
每个机架要求提供2路20A分路,每个机架功耗3KVA。
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第七讲电源设计流程简介
交直流供电系统设计
• 2、大楼供电系统及机房的情况调查
• 现状:大楼拟采用2路外市电进局,变压器容 量配置2台630KVA,柴油发电机组配置 500KW1台。动力和照明分开计费。
• 专用空调室内外机组安装位置的确定:以便确定空调交流 供电方式。
• 机房楼面荷载确定:确认电力电池室的机房楼面活荷载, 达不到的提出来以便建设单位进行改造。
• 电力电池室设备安装位置的确定:按标准设备定参考位置, 包括设备朝向、电源与电池、UPS与电池走线方式等。
• 确定交流电源线和地线的引入路由。 • 确定电力室与各主机房间电源线的走线路由。 • 机房土建参数确定:包括层高、孔洞位置、上线井位置等。
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第七讲电源设计流程简介
高低压配电部分设计
油机房简要工艺要求
油机房需要考虑噪声、排烟、排污、振动等因素的影响。
机房尽量靠近配电房;一般不设主楼内,设在主楼内时需 考虑到油机安装与搬运方便,外开门宽>2米。
考虑噪声和排烟对建筑和居民的影响,油机排烟不应设在 上风口;机房尽量避免西晒。
uc3842开关电源设计流程共12页
uc3842开关电源设计流程共12页下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!UC3842开关电源设计流程详解第1页:引言开关电源作为现代电子设备中不可或缺的组成部分,其设计过程需要精确且严谨。
电源设计规范
目录第一章电源开发流程 (2)第二章电源需求输入 (3)2.1尺寸要求 (3)2.2电参数要求 (3)2.3安规要求 (3)2.4EMC要求 (4)2.5MTBF要求 (5)2.6节点输出 (5)第三章电源需求分析 (6)第四章原理图设计规范 (7)4.1物料位号 (7)4.2电源方案元器件选择 (8)4.3电源设计通用要求 (13)4.4电源原理图评审 (14)第五章PCB设计规范 (15)5.1电源PCB图设计原则 (15)5.2电源PCB图设计工艺及注意事项 (15)5.3电源PCB图设计评审 (16)第六章电源调试要求 (17)第七章电源自测要求 (18)第八章配合整机测试 (19)第九章电源制造工艺要求 (20)第十章产品质量跟踪维护 (21)第一章电源开发流程为规范电源开发设计,提高电源开发质量,加快电源开发速度,特制定电源开发流程如下:第二章电源需求输入新输入的电源需求,结合电源的标准电路,和需求方讨论确认规格,并确认下面参数:2.1尺寸要求➢结构尺寸=长(mm)*宽(mm)*高(mm)。
➢PCB板固定孔尺寸,提供示意图或可参考的PCB版图。
➢输入,输出接口标准及型号,或可参考的物料,并提供在PCB板上的参考位置。
➢为考量恒定磁场测试项目以及静电测试安全距离,要求注意变压器空间位置。
2.2电参数要求电源新输入、输出参数要求,详细参见《JL-YF-065 A1 电源需。
求输入文档》JL-YF-065 A1电源需求输入文档.xls2.3安规要求2.3.1. 抗电强度在25℃环境下,AC 输入和DC 输出之间施加AC5000V,60S,泄漏电流2mA以下,电源无击穿或飞弧现象。
该抗电强度需根据电源实际需求定义耐压值,包括隔离AC-DC和隔离DC-DC。
2.3.2. 接触电流加额定电压的1.06倍,漏电流≤0.5mA。
2.3.3. 绝缘电阻在25℃环境下,AC 输入和DC 输出之间施加DC500V,绝缘电阻≥10MΩ。
电源硬件研发核心流程
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第七讲 电源设计流程简介
大楼土建工艺
• 大楼土建工艺主要为保证通信机房安装所必需 的对土建提出的安装条件,如机房的荷载要求、 面积要求、层高要求、各机房连线对孔洞的要 求、照度要求及房内饰要求等。
• 首先必须要明确大楼的功能定位和进远期各系 统对大楼使用规划。
• 根据该规划对大楼进行各系统机房位置的合理 安排。
• 依据各机房的布局考虑各系统之间各种电缆线 的顺畅连接。
主专业对电源的需求
供电电压类别和变动范围需求 近远期功率需求和可靠性需求
现场查勘搜集资料 初步解决方案
高低压供电系统的配置、使用情况 UPS、直流系统的配置和使用情况
机房走线与土建参数测量
方案形成阶段
初步解决方案
甲方投资、维护等意见
本期工程最终解决方案、过渡方案
设提备出详机细房配土置建与工主艺材要清求单
高低压配电部分设计
低压配电系统选择与计算
在确定市电/油机电倒换的型式后,可以根 据定型产品来选择低压配电设备,低压配电设 备包括计量柜、动力与照明配电柜、电容补偿 柜、母线联络柜和油机/市电倒换柜。在选择产 品容量的过程中,考虑到设备检修的需要并能 适应远期设备的扩容应适当留有余量和机房的 安装场地。在确定配电设备预留输出分路时, 至少应当考虑每个电力机房预留2个以上的大 容量分路(末端倒换时,在楼层配电间预留)。
交直流供电系统设计
如果开关电源满架容量为1000A,则该局 只需要1个开关电源机架。开关电源机架数量 根据整流器的计算值留有一定的余量即可。
如果开关电源模块容量为50A,则响应需 要15个~16个整流模块。从经济性和可靠性考 虑,一般这类系统不采用50A整流模块。
3、交直流配交电直屏流的供选电择系统设计
实际工程中碰到630KVA以下的情况较多。
电源设计流程简介
1 目的希望以简短的篇幅,将公司目前设计的流程做介绍,若有介绍不当之处,请不吝指教.2 设计步骤:2.1 绘线路图、PCB Layout.2.2 变压器计算.2.3 零件选用.2.4 设计验证.3 设计流程介绍:3.1 线路图、PCB Layout 请参考知识库中说明.3.2 变压器计算:变压器是整个电源供应器的重要核心,所以变压器的计算及验证是很重要的,以下即就DA-14B33变压器做介绍.3.2.1 决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式Gauss x NpxAeLpxIp B 100(max ) ➢ B(max)= 铁心饱合的磁通密度(Gauss) ➢ Lp= 一次侧电感值(uH) ➢ Ip = 一次侧峰值电流(A)➢ Np = 一次侧(主线圈)圈数➢ Ae =铁心截面积(cm 2) ➢ B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定,以TDK FerriteCore PC40为例,100℃时的B(max)为3900 Gauss ,设计时应考虑零件误差,所以一般取3000~3500 Gauss 之间,若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右,以避免铁心因高温而饱合,一般而言铁心的尺寸越大,Ae 越高,所以可以做较大瓦数的Power 。
3.2.2 决定一次侧滤波电容:滤波电容的决定,可以决定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高,可以做较大瓦数的Power ,但相对价格亦较高。
3.2.3 决定变压器线径及线数:当变压器决定后,变压器的Bobbin 即可决定,依据Bobbin 的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6A/mm 2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温升记录为准。
3.2.4 决定Duty cycle (工作周期):由以下公式可决定Duty cycle ,Duty cycle 的设计一般以50%为基准,Duty cycle 若超过50%易导致振荡的发生。
电源设计的10个阶段
测量小贴士:
■■ 为安全地测量非参考地的信号,建 议使用相应额定电压的差分探头。 一定不要浮起示波器,因为这样很 危险。
■■ 浮动门信号很难测试,应在门驱动 器输入上探测信号,这样可以检验 FET 顶部与底部之间的死区时间。
■■ 在简单的两端子器件或比较复杂的三四端子晶体管 上测量器件电容相对于电压关系(CISS,COSS, CRSS)时,一定要使用能够测试器件 DC 工作电 压整个范围的电容测量系统。传统 LCR 仪表会告 诉你电容,但不涵盖整个工作电压。
仪器介绍:
■■ 吉时利源表可以作为四合 一仪器: - 电压表 / 电流源 - 电压源 / 电流表 - 扫描和函数函数发生器 - 可编程负载
低压 DC 回路测试
设计周期的下一个阶段是原型板制作。第一台原型板容易发生各种问 题,如电路板布线、焊点、元器件贴装和寄生电容等,因此一定要谨慎。 ■■ 在开机前,使用数字万用表检查所有输入和输出回路是否有短路。 ■■ 尽可能把低压模拟电路和数字电路隔离成多个子电路,在原型电路
板通电时一次一个电路。 ■■ 隔离主板供电电源,在有负载和没负载的情况下测试输出。检查输
PA1000 - 浪涌电流模式
高压 AC 电路开机测试 现在我们已经检查了所有低压电路,高压电路就要通电了。在这个阶段,原型 板将第一次承受高压。 ■■ 在第一次开机过程中,最好把高压阶电路与所有低压电路隔开。 ■■ 建议使用具有限流功能的 AC 电源。应先从设计的最低 AC 电压入手,这有
助于减少重大熔断风险,如焊接不良、组装误差或 PCB 设计错误等潜在问题 导致的熔断。 ■■ 使用相应等级的差分探头和电流探头,测量 AC 输入电压和电流。 ■■ 在通电前,应在 AC 输入上使用示波器或功率分析仪,并启用记录功能,捕 获浪涌电流和瞬态事件。 ■■ 一旦检查了高压电路,就可以启用低压控制电路,全面了解相关信息。
电力电子设计流程
电力电子设计流程电力电子设计是针对电力系统中的变换和处理电能的集成电路和系统的设计。
在进行电力电子设计时,需要遵循一系列的流程和步骤,以确保设计的可靠性和性能。
本文将介绍电力电子设计流程的一般步骤,并探讨每个步骤的重要性。
一、需求分析在进行电力电子设计之前,首先需要明确项目的需求和目标。
这包括确定所需的电力电子系统的功能、性能指标、工作环境等。
需求分析阶段的关键是充分了解客户需求,并将其转化为可量化的指标,以便后续的设计和测试。
二、拓扑选择拓扑选择是电力电子设计中非常重要的一个阶段。
在这个阶段,设计师需要根据所需的功能和性能指标选择适合的拓扑结构。
常见的电力电子拓扑包括升压、降压、变换、逆变等。
选择合适的拓扑可以提高设计的效率和可靠性。
三、电路设计电路设计是电力电子设计的核心部分。
在这个阶段,设计师需要根据选定的拓扑结构,设计出满足需求的电路。
电路设计包括选择元器件、绘制电路图、进行电路仿真和优化等。
设计师需要考虑元器件的参数、响应时间、功率损耗等因素,并确保电路的性能和稳定性。
四、PCB设计PCB设计是将电路图转化为实际的电路板的过程。
在这个阶段,设计师需要将电路进行布局,确定元器件的位置和走线规划。
良好的PCB设计可以提升系统的可靠性和抗干扰能力。
设计师还需要考虑良好的散热设计,以确保电路板在工作时的稳定性。
五、系统集成与调试在完成PCB设计后,需要进行系统集成和调试。
设计师需要将电路板与其他部分进行连接,并进行系统级的测试和验证。
在这个阶段,设计师需要检查电路板的工作状态、响应时间和功耗等,确保整个系统的性能和稳定性。
六、性能测试与验证性能测试和验证是电力电子设计中非常重要的环节。
设计师需要对设计的电力电子系统进行全面的性能测试,以确保其满足设计需求和规格。
这包括测试电路的输出性能、电流、电压波形等,并与设计指标进行对比和分析。
七、系统优化与改进在完成性能测试和验证后,设计师可以根据测试结果进行系统的优化和改进。
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1目的希望以簡短的篇幅,將公司目前設計的流程做介紹,若有介紹不當之處,請不吝指教.2設計步驟: 2.1 繪線路圖、PCB Layout. 2.2 變壓器計算. 2.3 零件選用. 2.4 設計驗證.3設計流程介紹(以DA-14B33為例): 3.1 線路圖、PCB Layout 請參考資識庫中說明. 3.2變壓器計算:變壓器是整個電源供應器的重要核心,所以變壓器的計算及驗証是很重要的,以下即就DA-14B33變壓器做介紹. 3.2.1決定變壓器的材質及尺寸:依據變壓器計算公式Gauss x NpxAeLpxIpB 100(max)=B(max) = 鐵心飽合的磁通密度(Gauss) Lp = 一次側電感值(uH) Ip = 一次側峰值電流(A) Np = 一次側(主線圈)圈數 Ae=鐵心截面積(cm 2)B(max) 依鐵心的材質及本身的溫度來決定,以TDK Ferrite Core PC40為例,100℃時的B(max)為3900 Gauss ,設計時應考慮零件誤差,所以一般取3000~3500 Gauss 之間,若所設計的power 為Adapter(有外殼)則應取3000 Gauss 左右,以避免鐵心因高溫而飽合,一般而言鐵心的尺寸越大,Ae 越高,所以可以做較大瓦數的Power 。
3.2.2 決定一次側濾波電容:濾波電容的決定,可以決定電容器上的Vin(min),濾波電容越大,Vin(win)越高,可以做較大瓦數的Power ,但相對價格亦較高。
3.2.3 決定變壓器線徑及線數:當變壓器決定後,變壓器的Bobbin 即可決定,依據Bobbin 的槽寬,可決定變壓器的線徑及線數,亦可計算出線徑的電流密度,電流密度一般以6A/mm 2為參考,電流密度對變壓器的設計而言,只能當做參考值,最終應以溫昇記錄為準。
3.2.4 決定Duty cycle (工作週期):由以下公式可決定Duty cycle ,Duty cycle 的設計一般以50%為基準,Duty cycle 若超過50%易導致振盪的發生。
xDVin D x V Vo Np Ns D (min))1()(-+=N S = 二次側圈數 N P = 一次側圈數 V o = 輸出電壓 V D = 二極體順向電壓Vin(min) = 濾波電容上的谷點電壓 D = 工作週期(Duty cycle)3.2.5決定Ip 值:I Iav Ip ∆+=21 ηxDx Vin PoutIav (min)=fPx Lp Vin I (min)=∆Ip = 一次側峰值電流 Iav = 一次側平均電流 Pout = 輸出瓦數=η效率=f PWM 震盪頻率3.2.6決定輔助電源的圈數:依據變壓器的圈比關係,可決定輔助電源的圈數及電壓。
3.2.7 決定MOSFET 及二次側二極體的Stress(應力):依據變壓器的圈比關係,可以初步計算出變壓器的應力(Stress)是否符合選用零件的規格,計算時以輸入電壓264V(電容器上為380V)為基準。
3.2.8 其它:若輸出電壓為5V 以下,且必頇使用TL431而非TL432時,頇考慮多一組繞組提供Photo coupler 及TL431使用。
3.2.9將所得資料代入Gauss x NpxAeLpxIpB 100(max)=公式中,如此可得出B(max),若B(max)值太高或太低則參數必頇重新調整。
3.2.10 DA-14B33變壓器計算:✧ 輸出瓦數13.2W(3.3V/4A),Core = EI-28,可繞面積(槽寬)=10mm ,Margin Tape = 2.8mm(每邊),剩餘可繞面積=4.4mm.✧ 假設f T = 45 KHz ,Vin(min)=90V ,η=0.7,P.F.=0.5(cos θ),Lp=1600 Uh ✧計算式:● 變壓器材質及尺寸:✧ 由以上假設可知材質為PC-40,尺寸=EI-28,Ae=0.86cm 2,可繞面積(槽寬)=10mm ,因Margin Tape 使用2.8mm ,所以剩餘可繞面積為4.4mm. ✧ 假設濾波電容使用47uF/400V ,Vin(min)暫定90V 。
● 決定變壓器的線徑及線數:A x x x x Vin Pout Iin 42.05.07.0902.13cos (min)===θη✧ 假設N P 使用0.32ψ的線電流密度=A x x 286.11024.014.342.0232.014.342.02==⎪⎭⎫ ⎝⎛可繞圈數=()圈線徑剩餘可繞面績57.1203.032.04.4=+= ✧ 假設Secondary 使用0.35ψ的線電流密度=A x x 07.440289.014.34235.014.342==⎪⎭⎫⎝⎛✧ 假設使用4P ,則電流密度=A 02.11407.44= 可繞圈數=()圈57.1103.035.04.4=+● 決定Duty cycle:✧ 假設Np=44T ,Ns=2T ,V D =0.5(使用schottky Diode)()()DVin D V Vo Np Ns D (min)1-+= ()()%2.489015.03.3442=⇒-+=D DD● 決定Ip 值:I Iav Ip ∆+=21A x x xD x Vin Pout Iav 435.0482.07.0902.13(min)===ηA Kx u f D x Lp Vin I 603.045482.0160090(min)===∆A Ip 737.02603.0435.0=+= ● 決定輔助電源的圈數:假設輔助電源=12V128.31=A N Ns 128.321=A N N A1=6.3圈假設使用0.23ψ的線 可繞圈數=圈13.19)02.023.0(4.4=+若N A1=6Tx2P ,則輔助電源=11.4V● 決定MOSFET 及二次側二極體的Stress(應力):MOSFET(Q1) =最高輸入電壓(380V)+()D V Vo NsNp+ =()5.03.3244380++=463.6VDiode(D5)=輸出電壓(V o)+NpNsx 最高輸入電壓(380V) =3804423.3x +=20.57VDiode(D4)=)380()(2V x NpNsN A 最高輸入電壓輸出電壓+=3804446.6x +=41.4V ● 其它:因為輸出為3.3V ,而TL431的Vref 值為2.5V ,若再加上photo coupler 上的壓降約1.2V ,將使得輸出電壓無法推動Photo coupler 及TL431,所以必頇另外增加一組線圈提供迴授路徑所需的電壓。
假設N A2 = 4T 使用0.35ψ線,則 可繞圈數=()T 58.1103.035.04.4=+,所以可將N A2定為4Tx2P228.3A A V N Ns =VV V A A 6.78.34222=⇒=●Gauss x x x Gauss x NpxAe LpxIp B 3.311610086.044737.01600)(100(max)===變壓器的接線圖:0.32Φx1Px22T0.35Φx4Px2T0.32Φx1Px22T0.35Φx2Px4T0.23Φx2Px6T3.3零件選用:零件位置(標註)請參考線路圖: (DA-14B33 Schematic)3.3.1FS1:由變壓器計算得到Iin值,以此Iin值(0.42A)可知使用公司共用料2A/250V,設計時亦頇考慮Pin(max)時的Iin是否會超過保險絲的額定值。
3.3.2TR1(熱敏電阻):電源啟動的瞬間,由於C1(一次側濾波電容)短路,導致Iin電流很大,雖然時間很短暫,但亦可能對Power產生傷害,所以必頇在濾波電容之前加裝一個熱敏電阻,以限制開機瞬間Iin在Spec之內(115V/30A,230V/60A),但因熱敏電阻亦會消耗功率,所以不可放太大的阻值(否則會影響效率),一般使用SCK053(3A/5Ω),若C1電容使用較大的值,則必頇考慮將熱敏電阻的阻值變大(一般使用在大瓦數的Power上)。
3.3.3VDR1(突波吸收器):當雷極發生時,可能會損壞零件,進而影響Power的正常動作,所以必頇在靠AC輸入端(Fuse之後),加上突波吸收器來保護Power(一般常用07D471K),但若有價格上的考量,可先忽略不裝。
3.3.4CY1,CY2(Y-Cap):Y-Cap一般可分為Y1及Y2電容,若AC Input有FG(3 Pin)一般使用Y2- Cap ,AC Input若為2Pin(只有L,N)一般使用Y1-Cap,Y1與Y2的差異,除了價格外(Y1較昂貴),絕緣等級及耐壓亦不同(Y1稱為雙重絕緣,絕緣耐壓約為Y2的兩倍,且在電容的本體上會有“回”符號或註明Y1),此電路因為有FG所以使用Y2-Cap,Y-Cap會影響EMI特性,一般而言越大越好,但頇考慮漏電及價格問題,漏電(LeakageCurrent )必頇符合安規頇求(3Pin公司標準為750uA max)。
3.3.5CX1(X-Cap)、RX1:X-Cap為防制EMI零件,EMI可分為Conduction及Radiation兩部分,Conduction規範一般可分為: FCC Part15J Class B 、CISPR 22(EN55022) Class B 兩種,FCC測試頻率在450K~30MHz,CISPR 22測試頻率在150K~30MHz,Conduction可在廠內以頻譜分析儀驗證,Radiation 則必頇到實驗室驗證,X-Cap 一般對低頻段(150K ~ 數M之間)的EMI防制有效,一般而言X-Cap愈大,EMI防制效果愈好(但價格愈高),若X-Cap在0.22uf以上(包含0.22uf),安規規定必頇要有洩放電阻(RX1,一般為1.2MΩ 1/4W)。
3.3.6LF1(Common Choke):EMI防制零件,主要影響Conduction 的中、低頻段,設計時必頇同時考慮EMI特性及溫昇,以同樣尺寸的Common Choke而言,線圈數愈多(相對的線徑愈細),EMI防制效果愈好,但溫昇可能較高。
3.3.7BD1(整流二極體):將AC電源以全波整流的方式轉換為DC,由變壓器所計算出的Iin值,可知只要使用1A/600V的整流二極體,因為是全波整流所以耐壓只要600V即可。
3.3.8C1(濾波電容):由C1的大小(電容值)可決定變壓器計算中的Vin(min)值,電容量愈大,Vin(min)愈高但價格亦愈高,此部分可在電路中實際驗證Vin(min)是否正確,若AC Input 範圍在90V~132V (Vc1 電壓最高約190V),可使用耐壓200V的電容;若AC Input 範圍在90V~264V(或180V~264V),因Vc1電壓最高約380V,所以必頇使用耐壓400V的電容。