反激式開(kāi)關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)分析總結(jié)-KIA MOS管

反激式開(kāi)關(guān)電源原理

反激電源整體原理圖如圖1所示。

反激開(kāi)關(guān)電源

開(kāi)關(guān)電源從市電火線(xiàn)L和零線(xiàn)N進(jìn)來(lái)后，有一個(gè)電流較大的保險(xiǎn)管，如圖1所示。這是因?yàn)榘遄由嫌衅渌须娊涣髫?fù)載，如交流電機(jī)等，當(dāng)負(fù)載電流過(guò)大時(shí)，保護(hù)電路。該保險(xiǎn)管電流參數(shù)需要根據(jù)實(shí)際負(fù)載功率計(jì)算選擇。

保險(xiǎn)管后有一個(gè)壓敏電阻（如圖2所示），用于抑制浪涌和瞬時(shí)尖峰電壓，當(dāng)其兩端電壓高于其閾值時(shí)，壓敏電阻值迅速下降，從而流過(guò)大電流，保護(hù)后級(jí)電路。

在壓敏電阻后又有一個(gè)電流較小的保險(xiǎn)管（如圖2所示），這才是真正針對(duì)板子開(kāi)關(guān)電源的過(guò)流保護(hù)，防止電源電流過(guò)大，保護(hù)電路。

保險(xiǎn)管后的NTC電阻（如圖2所示），用于抑制開(kāi)機(jī)時(shí)的浪涌電流，因?yàn)閯傞_(kāi)機(jī)時(shí)，NTC溫度較低，電阻值很大，抑制電流過(guò)大；當(dāng)在電流作用下，NTC電阻溫度升高，電阻值下降到很小，不影響正常工作電流。

安規(guī)X電容(如圖2所示）用于濾除市電的差模干擾，其后的3個(gè)電阻主要用于給X電容放電，以符合安規(guī)要求，防止在切斷市電輸入時(shí)，人手觸摸到金屬端子有觸電感。使用多個(gè)電阻的原因是分散承受電壓和功率。

共模電感（如圖2所示）用于濾除共模干擾電流。

反激開(kāi)關(guān)電源

輸入電容EC1在行業(yè)上有個(gè)3uF/W的通用原則，但需要注意的是該功率是輸入功率而非輸出功率，假設(shè)輸出功率12W，效率為80%，則輸入功率為15W，則輸入電容至少為45uF，如圖8所示。

由于反激電源演變自Buck-Boost，其輸入回路和輸出回路均是電流不連續(xù)路徑，因此均要控制回路面積越小越好。輸入電容EC1要靠近電源芯片，如圖3所示。同理，輸出整流二極管和輸出電容也應(yīng)該靠近變壓器。

反激開(kāi)關(guān)電源

RCD鉗位電路用于吸收開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)的Vds高壓，防止損壞MOS管（電源芯片）。Layout時(shí)需將電容靠近變壓器，電阻次之，如圖4所示。

反激開(kāi)關(guān)電源

光耦用于反饋輸出電壓，并進(jìn)行隔離。光耦反饋回路的初級(jí)GND最好不要和大電流路徑的初級(jí)GND共用，以免受到干擾影響導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)，因此采用單獨(dú)拉一根GND地線(xiàn)到EC1的公共地，形成單點(diǎn)接地，如圖5所示。

反激開(kāi)關(guān)電源

并聯(lián)于輸出整流二極管兩側(cè)的RC阻容吸收回路，用于抑制二極管在高頻通斷情況下產(chǎn)生的EMI，因?yàn)槎O管在導(dǎo)通瞬間會(huì)產(chǎn)生電壓尖峰（電場(chǎng)），在關(guān)斷瞬間會(huì)產(chǎn)生電壓尖峰和電流尖峰（磁場(chǎng)）。

輸出電容EC2和EC3要注意均流設(shè)計(jì)，如圖6所示，兩個(gè)電容的電流路徑是基本等長(zhǎng)的，以避免某個(gè)電容因過(guò)流而提前失效。

反激開(kāi)關(guān)電源