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了解3D打印机电源等开关电源设计调试过程
来源: | 作者:666power | 发布时间: 28天前 | 50 次浏览 | 分享到:
小编问了一下成良电源的工程设计师,你们设计一款开关电源难不难?工程师说不难呀,难就难在做精,等真正入门了,积累一定的经验,再采用分立的结构进行设计就简单多了。听了他们的话,万事开头难,在这就抛砖引玉,缓慢讲解如何一步步设计3D打印机电源等开关电源。

3D打印机电源等开关电源设计的第一步就是看规格,具体的很多人都有接触过。
一、确定功率根据具体要求来选择相应的拓扑结构;这
了解3D打印机电源等开关电源设计调试过程

小编问了一下成良电源的工程设计师,你们设计一款开关电源难不难?工程师说不难呀,难就难在做精,等真正入门了,积累一定的经验,再采用分立的结构进行设计就简单多了。听了他们的话,万事开头难,在这就抛砖引玉,缓慢讲解如何一步步设计3D打印机电源等开关电源。

3D打印机电源开关电源设计的第一步就是看规格,具体的很多人都有接触过。
一、确定功率根据具体要求来选择相应的拓扑结构;这样的一个开关电源多选择反激式(flyback)基本上可以满足要求。在这里我会更多的选择是经验公式来计算,有需要分析的,可以拿出来再讨论。
二、3D打印机电源等开关电源选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计
当我们确定用flyback拓扑进行设计以后,我们需要选择相应的PWMIC和MOS来进行初步的电路原理图设计。无论是选择采用分立式的,集成的都可以考虑。对里面的计算还会进行说解。
分立式:PWMIC与MOS是分开的,这种优势是功率可以自由搭配,缺陷是设计和调试的周期会变长(仅从设计角度来说);集成式:就是将PWMIC与MOS集成在一个封装里,省去设计者很多的计算和调试分步,适合于刚入门或快速开发的环境。

三、3D打印机电源等开关电源做原理图
确实所选择的芯片以后,开始做原理图,在这里选用(集成了MOS)进行设计。
设计前最好都先看一下相应的datasheet,确认一下简单的参数。无论是选用PI的集成,或384x或OBLD等分立的都需要参考一下datasheet。一般datasheet里都会附有简单的电路原理图,这些原理图是我们的设计依据。
四、3D打印机电源等开关电源确定相应的参数
当我们将原理图完成以后,需要确定相应的参数才能进入下一步PCBLayout。当然不同的公司不同的流程,我们需要遵守相应的流程,养成一个好的设计习惯,这一步可能初步评估,原理图确认等等,签核完毕后就可以进行计算了。
五、确定开关频率,选择磁芯确定变压器
这里确定芯片工作频率为70KHz,芯片的频率可以通过外部的RC来设定,工作频率就等于开关频率,这个外设的功能有利于我们更好的设计开关电源,也可以采取外同步功能。与UC384X功能相近。
变压器磁芯为EER28/28L。
一般AC2DC的变换器,工作频率不宜设超过100kHz,主要是3D打印机电源开关电源的频率过高以后,不利于系统的稳定性,更不利于EMC的通过性。频率太高,相应的di/dtdv/dt都会增加,除PI132kHz的工作频率之外,大家可以多参考其它家的芯片,就会总结自己的经验出来。
对于磁芯的选择,是在开关频率和功率的基础,更多的是经验选取。当然计算的话,你需要得到更多的磁芯参数,包括磁材,居里温度,频率特性等等,这个是需要慢慢建立的。

3D打印机电源等开关电源等设计变压器进行计算 七、输入输出电解电容计算(六和七在这里就简略带过)
八、3D打印机电源等开关电源PCBLayou
上面已经确定变压器,原理图,以及电解电容,其它的基本上都是标准件了。由sch生成网络表,在PCBfile里定义好板边然后加载相应的封装库以后,可以直接导入网络表,进行布局;因为这个板相对比较简单,也可以直接布板,导入网络表是一个非常好的设计习惯。PCBlayout重点不是怎么连线,最重要的是如何布局;一般来说布局OK的话,画板就轻松多了。
3D打印机电源等开关电源布局与布板方面:
1)RCD吸收部分与变压器形成的环面积尽量小;这样可以减小相应的辐射和传导。
2)地线尽量的短和宽大,保证相应的零电平有利于基准的稳定;同时VIPER53DIP这颗DIP-8的芯片散热的重要通道。
3)在di/dtdv/dt变化比较大的地方,尽量减小环路和加宽走线,降低不必要的电感特性。
九、确定部分参数
我们前几步已经计算了变压器,PCBLayout完成以后,此时就可以确实变压器的同名端,完整的定义变压器,并发出去打样或自己绕制。
十、调试过程
到以上部分,基本上一个3D打印机电源等开关电源算是设计完成,后面的就是焊板调试过程。
调试所需要的简单设备(必需的):调压器,示波器,万用表;辅助设备:功率计,LCR电桥,电子负载
焊完板以后,进行静态检查,如果有LCR电桥的话,可以先测一下变压器同名端,电感量等参数以后再焊接。
静态检查:主要看有没有虚焊,连锡等;静态测试以后,可以用万用表测一下输入,输出是否处于短路状态;剩下就可以进行加电测试了。

以上就是给大家简单的介绍一下开关电源设计过程,其实3D打印机电源等开关电源入门很简单,最好的入门是选用单片的,毕竟省去了启动电阻,电流检测电阻,MOS及驱动,保护电路等各种不确定因素的问题。等真正入门了,积累经验,再采用分立的结构进行设计就简单多了,任何事情都先易后难才会有进步。