产品的稳定性取决于全方面的去测试,测试一定要到位,还有一个工程的综合设计能力和应用能力,保持良好的处事态度,人和产品表里如一,不同的人才设计出不同的产品。产品是公司的生命,性能、品质是公司的生命力。效率是一点一点的压缩出来的,主要是 QR/变压器的优化和 SR 的参数匹配,才达到如此好的效果。

  这个方案,我们公司已经用了多年,一直不错。

  90W 高效率产品开发

  1.要求体积要小,成品尺寸:105*48*25mm

  2.PCBA 尺寸要求:98*44*20.5mm

  3.必须满足安规要求,温升在标准范围内

  4.EMI 达 CE 标准

  5.效率大于90%

  6.空载功耗小于0.3W

  7.可以不加 PFC

  设计难度:PCBA 尺寸小,PCB 上元件高度在16mm 左右,功率器件受到约束,而且 PCB 还只能用单面板,变压器不好搞,能达到 90W 功率反激架构的16mm高变压器难选型(POT3316/LEP3316/EQ3316 等等)

  预算评估(19V4.74A)

  一、准备采用 QR+SR 设计,公司通用型料:OB2203+TEA1761

  二、EMI 滤波电感采用 T1695 正好 16mm 高

  三、90W 桥堆体积限制,常规的 GBU406 高度问题

  四、输入大电容,采用16*35mm 400V120-150uF

  五、MOS-220 封装要插到底,那么散热片体积也有受限,得用 20n60 了

  六、变压器选 LEP3316,但是物色多年始终找不到这款骨架,可能得开模了

  七、输出 SR MOS,19V 输出要 100V 的管子,选 FDP3632

  八、输出电容,高度限制,选取10*16 25V680uF 纹波电流考虑,要3个,要压缩体积,准备用两个,第一个用固态好了

  先大概这样,等 PCB 布局再进一步调整。

  第一步,原理图,先画 AC EMI 电路(建封装省略)

  

  第二步,RCD 变压器 电路

  

  第三步,初级控制芯片电路

  

  第四步,SR IC 电路

  

  第五步,SR 驱动 SR MOS 恒压恒流 电路

  

  原理图画好了,等着生成 PCB了

  

  画板了

  

  

  最终原理图修改一下(L1 CX1 要调换位置,否则 PCB 不好走线)

  

  2014.06.19 17:30 画了一天半,板子终于优化好了,期间有点忙,很多细节没有记录下来,但愿接下来多记录点制作和测试的细节

  

  

  板子发出去打样了,预计3天后可以给我样品,期待中

  好了,有时间了,该为后面准备工作了,散热片有了,用通用别的产品的型号散热片

  18:32 到产线拿了几个样品来

  

  整理一下 BOM,贴片的不用考虑,仓库有,主要是插件的元件,没有的得打样

  

  EMI 滤波器、X 电容、大电解

  

  桥堆-KBP408 ,提一下,这个超薄小体积能过 4A 电流的,这种是平面封装工艺(MOS工艺),比普通的封装成本会更节省。普通 GBU406 桥堆体积大是因为是框架封装工艺的.

  

  固态电容

  

  谈谈变压器了,LEP3316,这个磁芯不错,做 90W 足够,主要是骨架物色多年,不知所踪,非得我用特殊办法(为什么要选它呢?主要是 16mm 高度和功率等级,还有产品的体积考虑,想用这款做 90W 反激和 200W LLC 架构)

  LEP3316 的前世今生:回到上个月的时间里

  我们有用到 LEP3311,因为太薄,所以饶不了多少线,功率受到限制

  

  上机做预测试,测试 OK,才好做现在进行中的案子

  

  测试与预计的差不多,可以搞定。

  06.17 下午,骨架厂打样 LEP3316 骨架来了,我们自己开的骨架磨具

  

  套用我的表格计算一下变压器参数(不太准,要结合实际调整)

  

  接着就是打样变压器了,绕线验证一下骨架

  

  变压器绕出来效果还不错,参数如下:

  

  

  变压器漏感:2.4999uH

  06.24 PCB 样板收到,现在准备做样测试

  

  18:10 贴片焊好了,准备焊插件

  

  

  18:50 板子焊好了

  

  

  

  19:30 初步测试效率(最高效率:93.61%)

  

  AC230V 空载输出电压:19.57V

  

  AC230V 空载功耗:0.20W (差不多达到要求,主要是 TEA1761空载绿色模式功不可没)

  

  AC230V 满载输出电压与空载电压一样,证明负载调整率不错

  

  AC230V 75%负载效率:19.57V×3.465A÷72.55W=93.16%

  

  AC115V 75%负载效率:19.57V×3.465A÷73.10W=92.76%

  

  AC115V 100%负载效率:19.57V×4.62A÷98.43W=91.85%

  

  效率不错哦,如此给力!

  06.25 20:35 工作波形:

  

  从左到右:满载输出纹波、SR VGS+VDS、QR VCS+VDS、QR VGS+VDS

  从低压的第三个波形可以看出,VCS 的尖峰好高,这也是反激 QR 功率做不大的原因,IPK 大了。

  满载老化6小时后功率器件温度:

  

  AC230V-变压器温度

  

  AC230V-QR MOS 温度

  

  AC230V-SR MOS 温度

  

  AC230V-输出固态电容温度

  

  AC115V-SR MOS 温度

  

  AC115V-输出固态电容温度

  到这里,这个案子基本上算是 OK 了,接下来就是优化和试产,当然,有时间再去实验室测试一下传导、辐射。

  感谢大家的关注和交流,后面还有更多的产品设计,到时候还是会乐意跟大家一起分享!

  在这里告诉大家一下,下一个案子的挑战来了,本帖子的 IC 方案,用 PQ2020 挑战 65W 高效率小体积,PCBA:55*55*25mm,极限挑战了。

  胶壳好了,开模十天就送样品胶壳,超极给力。

  

  文中讨论

  huhushuai

  控制电路布板到变压器下面不怕干扰吗?

  程英明

  当然可以,看你如何处理变压器,如果你的变压器本身就设计不好,参数问题。

  如果变压器屏蔽了,参数又设计的 OK,那么就不用担心这个了。

  很多板子,在空间不够的情况下,都会在变压器下面走线。

  dxsmail

  变压器的 AE 值是多少呢???

  程英明

  具体多少我也不知道,比 PQ3220 大一丁点吧。155-170mm?2;

  qq78679179

  不懂,求教,敢问 LZ,焊盘加这样的小尖尖有什么作用。。。。

  程英明

  主要是为了过波峰好上锡,还有加固元件的作用。

  jiadong

  你好,请问匝比是怎么算来的?

  程英明

  那就看你取多大的反射电压和占空比,反射电压经验值:100V 左右

  mh574194052

  见识了。

  最近单管反激开关电源带 GSM 模块 GSM 通信时开关电源的变压器有可听到的吱吱声,声音小而细微。其中 GSM 通信时功率最大 8W,属于高频变功率负载。带阻性负载做到了50W,带 GSM 时,MOS 管击穿。头疼啊,参数不好采集,GSM 开机就炸管。就测到变压器发声时输出降低,MOS栅极波形乱。

  神一样的东西,还有楼主那个计算表格,我终于拿到手了。

  (点击阅读全文可下载)