一个恒流输出电源传导、辐射超标解决案例

硬件大熊 2020-10-22

产品主要设计规格如下:

输入电压:120VAC ~ 277VAC

输出电流:恒流240mA

输出电压:48V

效率:>90%@220V

功率因数:>0.9@220VAC


经过选型对比,使用美芯晟MT7933设计该项目:


电路设计如下:

PS:在最初的设计中,预留电感L1、L2,CBB电容C1、C2作为传导测试元件,预留磁珠FB1、陶瓷贴片电容C9、贴片电阻R14、R15作为辐射测试元件


传导测试

步骤1:短接L2,L1=4.7mH,C1=0.1uf,C2=0.1uf

120V电压输入,L线传导图像:

277V电压输入,L线传导图像:

结果:输入277V,将近150K的频率读点后余量少于3db


步骤2:将C2加大到0.22uf,再次测试图像如下:

结果:手动读点,余量7.19db,验证N线后,无压力通过


辐射测试


步骤1:在不加磁珠FB1、不加环路电容、变压器不包铜皮的情况下,辐射数据严重超标;


步骤2:针对续流回路,增加磁珠FB1(100M 60ohm),环路电容C9=1nf;

结果:水平测试,余量逼近限度线;垂直测试,31MHZ、41MHZ、53MHZ处辐射数据超标5-10db;


步骤3:将变压器使用铜皮进行外部线圈包裹,同时将C9增加至2.2nf;

结果:情况无改善;


步骤4:在MOS管Q2的D、S极并接60pf电容;

结果:无改善,图像如下:


步骤5:重点关注高频开关点(如下红色圈处),调整Layout布线设计


原有布线方案中,留意高频开关部分(打“X”的黑线),发现高频走线过长,环路面积太大:


重新布局、Layout后:


再次测试辐射性能,在变压器不加铜皮、环路电容C9=2.2nf、磁珠FB1(100MHZ 60ohm)的设计参数:


120V 水平、垂直测试图像

(可向右滑动)


277V 水平、垂直测试图像

(可向右滑动)

再次验证传导数据,性能依旧良好,问题解决!





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硬件大熊 专注智能硬件设计、嵌入式系统、产品设计美学。
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