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萌新首次画反激电源的PCB布局布线,帮忙看看有没有啥错误或者需改进?

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DSEIndustry
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助理工程师
  • 2023-11-6 21:11:04
10问答币
【PCB说明】
(1)AC输入端子在左下角
(2)DC输出在右板边中间的端子
(3)右下角三个端子是电流、电压采样和UC3842启停控制
【求助事项】
(1)布局布线方面有哪些需要改进的地方?
(2)PCB中有没有错误的地方?
谢谢啦!!!

PCB布局布线

PCB布局布线

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1、安规间距有漏洞:光耦下不能走线,PE(机壳、螺钉、垫片)与原边没拉开距离 2、布线顺序错误:没有优先布局脉冲电流回路 3、电气间距有漏洞:MOS、二极管650V耐压间距在哪里? 4、器件散热没有考虑:没有散热面 5、器件封装有问题:电阻都是1812? 6、电路图貌似有问题:变压器1脚没有连接到电解? 7、敷铜宽度不够,输入输出电流多大?至少1mm/A ...

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nc965
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  • 2023-11-7 09:05:57
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1、安规间距有漏洞:光耦下不能走线,PE(机壳、螺钉、垫片)与原边没拉开距离
2、布线顺序错误:没有优先布局脉冲电流回路
3、电气间距有漏洞:MOS、二极管650V耐压间距在哪里?
4、器件散热没有考虑:没有散热面
5、器件封装有问题:电阻都是1812?
6、电路图貌似有问题:变压器1脚没有连接到电解?
7、敷铜宽度不够,输入输出电流多大?至少1mm/A
DSEIndustry
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助理工程师
  • 2023-11-7 11:18:31
  • 倒数5
 
万分感谢大佬抽空回复,不过还有以下几点疑问:

1、光耦下不能走线,这点我的确错了。但是PE与原边的L、N都保持在5mm以上的,端子那里选用的器件额定电压是250V的
2、这一点意思就是我这边主回路电流不顺呗,疏忽了
3、这里的二极管指的是RCD的二极管D4还是MOS驱动加速关断的二极管D9?
4、MOS管和副边的整流二极管采用的是贴片封装,应该采用“铺铜井字型绿油开窗”嘛?
5、这个是我设计的太保守了,怕电阻载流能力不够,采用的1812。我这边的考虑是,应对MOS管开关瞬间的尖峰电流。这样做的缺点,导致主回路的布局布线空间比较紧张。
6、这一点解释一下,我在中间加了一个0欧姆电容做电路调试用的
7、原边峰值电流在0.5A以下,副边设计电流2A。原边副边的L主回路和副边正极的相关走线线宽是2mm。副边回路GND铺铜,输出GND与(C31、C32、TL431 3脚)GND单点连接、输出GND与各检测采样附属模块GND单点连接、然后通过安规Y电容与原边的主回路GND连接,主回路的GND通过Y安规电容与PE大地连接。
8、关于光耦下面不能走线有个疑问:如果我采取PCB开槽的做法保证安规要求,也不能在光耦下面走线嘛?
9、另外一个问题:副边部分,GND铺铜的方式怎么保证单点接地呢?非GND部分也要采取铺铜的方式吗?
10、关于反激电源单点接地的疑问:初级侧,PWM控制器IC周围元件的GND接至IC的GND,再从IC的GND引至大电容的GND,然后与MOS管所在回路功率地连接;次级侧,TL431周围元件GND接到TL431的3脚,在与输出电容的GND连接。然后初级侧GND与PE以及功率地与副边GND之间采取Y电容连接,减少EMI。举个例子,TL431周围元件GND接到TL431的3脚,在与输出电容的GND连接,具体铺铜:TL431周围的GND点用走线接至3脚,输出电容负极铺铜并在管脚处收窄,然后TL431的3脚布线接到大电容负极或者输出端子负极引脚,对不对呢?


nc965
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版主
  • 2023-11-7 13:01:46
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1、这里的安规间距指的是人体(去摸机壳)与电网之间的至少6.4mm,你说的间距只是设备安全、大致减半(3.2mm)
2、不是电流不顺,而是布局优先顺序搞错,造成最重要的脉冲电流回路不是最紧凑,
三个最重要的脉冲电流回路:先把它做到最小(脉冲电流回路最小化、热点分布范围最小化、散热面积最大化),其他再说
4.bmp
3、D4和MOS的漏极都是650V,间距至少2mm
4、散热面积最大化,包括双面敷铜、过孔传热、焊盘借力等措施,但可能与热点分布范围最小化冲突,这时要果断放弃
5、每个电阻的散热功率都要计算,简单这样算:1812=18*12=220mW,0805=08*05=40mW,可长期运行。
6、在脉冲电流回路中间不要加任何东西,哪怕一只0805也至少增加3mm,可能对应3分贝的噪音增加
7、0.5A*0.55PF*85%*85Vac=20W电源?板子要全部推倒重来
8、开槽会沿着封装底部继续爬电,除非你槽内插入绝缘垫卷过来
9、一点接地是指外部接出点,比如输出端子(从一个(而不是两个)电解的正负焊盘接出)、采样点(电阻根部)、驱动开尔文(MOS根部),大面积敷铜只是为了散热和屏蔽,电解两边都是地
10、同上,反激芯片一般采样驱动在一起,控制地从采样电阻根部离MOS根部最近的位置接出(到芯片)。
4.bmp
副边有电流采样要从采样电阻内侧引出到431接地,只有电压采样以下拉电阻为准。
DSEIndustry
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助理工程师
  • 2023-11-7 22:33:00
  • 倒数3
 
谢谢大佬,受益良多!

5、又看了我的设计方案中,贴片电阻选型有问题。我的理解是:像RCD这种需要承受高电压尖峰和MOS管采样电阻这种场合,贴片电阻的耐压2512都不满足,感觉用插件电阻会好一些(意味着,主要看耐压和额定电流,对吧?)总之,需要较大电流、较高额定电压的,直接上插件电阻,小电流低电压比较适合贴片电阻。当时一味追求减小板子尺寸,不合理选用了一些贴片电阻。
7、峰值电流为Ipk约为0.16A,5V2A额定10W的反激电源
10、电流采样我这边采取的是在正极侧采样的方式。也就是说,单点接地,是接到具体的引脚或者端子,而不是接到铺铜铜箔上面,理解的对吗


nc965
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  • 2023-11-8 09:55:24
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5、电压应力300V,1206两串即可,可散热12*06*2=144mW,对144mW/10W*85%效率=1.22%漏感
7、10W的反激,大拇指大小,更无需PE和金属机壳
10、电流采样接在Rcs电阻内侧,学名叫开尔文,其他都不利
DSEIndustry
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助理工程师
最新回复
  • 2023-11-8 10:41:21
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好的,多谢大佬指点,受教了!祝工作顺利,万事如意!
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