开关电源里的各种电阻,都在这了!
R1,R2,R3,R4的放电电阻取值。IEC60950,IEC60065都有规定放电时间对应放电电压的。X电容超过0.1uF的话基本要加上这4个电阻了。IEC60950规定1s内电压需下降至37%,IEC60065规定2S内电压需降至35V。一般情况都是通过测试去判定,1S内plug端的电压(240VrmsX1.4.1=340Vpeak)下降到初始电压的37%(125.8Vpeak)就pass了。至于采用4个组成2串2并,好像是有要求放电电阻有一个失效,也要能把X电容的电放掉。附参考图:X电容为334/340V R1=R2=R3=R4=1.5M。放电时间与放电电压波形如图。
R1,R2,R3,R4一般采用0805的封装精度采用5%。如果输入是277的话,就要采用2并3串的方法了。(0805的耐压问题)由于与待机功耗和PCB尺寸有关,所以很多公司都推出替代方案,取消X电容的泄放电阻,采用IC去放掉X电容的电。也有小功率的干脆不用X电容,也可以省掉几个电阻,减小待机功耗,或者IC从这个位置取电,降低待机功耗。
对应输入特性里面的INRUSH CURRENT (Typ.) COLD START 45A(30A、60A等)功率型NTC热敏电阻器在电路中抑制浪涌电流示意图:
NTC有个B值,简单的话就是看下NTC在不同温度下对应的阻值。对于常用的 NTC 热敏电阻, B 值范围一般在 2000K ~ 6000K 之间。复杂点的就是按照里面的公式,计算温度,一般按5%的误差计算(温度检测用)。功率型的NTC精度应该是20%左右的,B值很大,如5D-9,25℃的时候5Ω左右,高温的时候估计就不到1Ω了。所以碰到过情况,客户反馈说老化后一段时间后,冲击电流变大了,超标了,又要解释一番。相同阻值,不同B值的NTC热敏电阻R-T特性曲线示意图
NTC还有另外一个作用,雷击的时候,可以吸收部分的能量。保险丝的I2T会小些,保险丝不至于挂掉,桥堆相应的应力小点。输入电容小也可以不要NTC的,或者NTC的阻值可以取小些。只要保险丝和桥堆能抗住冷启动瞬间的电流也没大问题。NTC在选择时有个工作电流和工作温度范围,工作温度范围一般是-55-200℃。还有个参数是带多大的输出电容,有时候也要注意一下的。NTC还对应了低温的问题,有的LED电源-40℃的时候90Vac起机闪灯。闪几下就好了,有部分原因是NTC的值太大,还有部分情况是电解电容在低温时的容值变小,ESR变化等原因。大功率的电路(高输入电压、高输入电流)里面也会有NTC,或者是抑制冲击电流的功率电阻,直流应用中继电器有时候也可以用可控硅或者IGBT什么的,如图。
反激电源常用的就是LN之间14D471K,雷击差模1kV,共模2kV就够了。单极PFC的反激电源LN之间14D471K,有的还需要加个电解4.7-10uF左右的电容串联二极管吸收掉雷击的能量,保护MOSFET。差模2kV,共模4kV基本要加气体放电管的。600A,或者1kA,2kA。看实际情况增加。14D471K的选择264*1.414(峰值)*1.2=447.96V,470*0.9=423V,MOSFET=600V。由于470V有±10%精度问题,加之压敏电阻雷击次数越多有个越打越薄的说法。对于220V~240V交流电源防雷器,应选用压敏电压为470V~620V的压敏电阻较合适。选用压敏电压高一点的压敏电阻,可以降低故障率,延长使用寿命,但残压略有增大。压敏电阻的选型还是有点偏向于公司的传统使用方式。一般对压敏电阻套上热缩管,主要是防爆和阻燃的作用。因为压敏电阻在失效的时候可能会炸裂,碎片会蹦到其他电子元件上,还有就是冒火焰。有时打雷击,共模电感下有放电针会放电,或者增加1个GDT对雷击都有改善。如图。
但是这个GDT在打初级次级耐压的时候需要取消掉再打,要不打耐压AC3000V的时候会过流报警。
一般使用经验是0805耐压不超过100V,如图。实际应用用也只有启动电阻、RCD吸收、RC吸收的时候电阻电压可能超过100V。电阻最大电压无论你是否相信,实际电阻都有一个能承受的最大电压值。并且,这个值并不总是由功率消耗来限制决定的。电阻实际上可以被击穿(打火)。在使用表面贴片电阻的场合,由于端点之间的间隔比较近,电压限制问题尤其严重。处理电压问题时,比如说100V电压的电源,你会检查发现,任何连接到高电压的电阻都必须有耐压的要求实用开关电源设计第一篇 第三章 第二节 电阻 里面有讲到超过100V需要考虑电阻耐压问题。
电阻规格书中体现的不同封装和系列对应的电压耐压表格。贴片电阻的功率大部分设计的时候都不怎么考虑,信号部分处理基本是采用0603的电阻。带吸收的部分采用0805或者1206的电阻,功率大点的情况一般采用插件电阻和水泥电阻。由于电阻的工作温度范围一般是-55℃-125℃或者-55℃-155摄氏度,一般设计时,功率不超过该电阻功率档位的1/4。(电阻温度很高运行的情况下超限值使用会加速电阻老化,然后阻值变大或者失效,时间大概是1-3年左右出现问题。)
温度对应电阻的功率曲线。温度越高,电阻能用到的功率越小。所以一般工业类电源设计和LED电源设计里面要满足60℃以上的环境温度,电阻在功率部分留的余量更大。
输出电压变化范围宽的情况下,需要增加VCC的辅助绕组供电。或者IC的VCC供电范围比较窄,要满足轻载、重载以及起机的情况。
IC的VCC范围比较宽,直接采用VCC绕组整流后串联个电阻使用。R7的用法一般有的用电阻,有的可以用磁珠。电压电流范围比较宽的话,R7用插件电阻,在大电流时和高压是能帮IC减小点电压。R7还有个用处是在切载的时候能吸收掉VCC的尖峰,避免切载时IC的VCC过高保护。R8的取值,ZD1是15V,Q1进来的电压是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)来算。IC工作电流为10mA,R8=(20V-15V)/(10mA/40倍)=20kΩ。
整改EMC时调整R9,R13。
R19,R13一般采用0805,MOSFET电流较大的话采用1206,并且取消掉D3。R10,小功率的情况可以用几个0805或者1206并联,大功率情况下,如果电流很大,电阻上的电感对检测电路影响很大,容易出现批量问题,用绕线无感电阻比较靠谱。电流再大的情况就要打算用电流传感器。驱动部分也要换专门的驱动芯片或者采用一对三极管来做驱动。
RCD电路,里面的R选值,基本按照功率来选了,电源功率越大,R的功率相对越大。RCD吸收电路里面的电压尖峰,这些尖峰基本上是开关管高dV/dt和dI/dt时候出现的。反激里面会用到,大功率的全桥电路里面也会用到。RCD在调整辐射的时候,电阻对辐射影响还是有点关系的。关于取值的计算,没有相应的公式来计算,惭愧了,基本上都是拍脑袋后,通过极限值测试后再定的。
431部分的电阻选择参考。
R4一般需要保证D1能有10mA左右的电流。R2一般保证有1mA左右的电流,用1k-5k左右的值,阻值太大,流经的电流小了,易被干扰,阻值太小,流经的电流大了,待机损耗又浪费了。R3一般需要配合C1一起调试。习惯性的用10k+103。R6一般采用1k左右的电阻,提供D1的电流情况下,不怎么影响Q1。R4一般需要保证D1能有10mA左右的电流,如何理解?如Vout=12V,则R4可以选取820Ω电阻,R4上面的电压≈12-1V(光耦)-2.5(基准)=8.5V。极限情况下:当电压超过12V时,431两端的电压可以很小,如2.5V以下,则光耦上会有10mA电流,初级的FB被很快拉低,PWM占空比很快变小。当电压低于12V时,431两端的电压可以很大,接近12V,则光耦上没有电流经过,初级FB电压未被拉低,则初级PWM的占空比会增加。这个电阻可以调节输出电压过冲,和负载突变时的输出电压变化值。10mA为参考值,不同的电路需要调节R4的值。