放电时间与放电电压波形如图。
R1到R4通常选用0805规格的元件,误差控制在5%以内,当输入值为277时,必须使用两并三串的连接方式,这是由于0805元件耐压限制所致。
因为受待机能耗和电路板面积的影响,众多企业纷纷研发替代措施,舍弃X电容的放电电阻,转而使用集成电路来释放X电容的电能。
部分设备无需配备X电容,同时能省略部分电阻元件,从而降低空载能耗,或者让IC从该位置获取能量,以此减少待机时的能量消耗。
电阻的国际标准
国标电阻数值E数列认读
确保工厂制造的电阻满足规范标准,并且避免电阻参数过于繁杂,国家相关机构设定了若干阻值作为产品基准,这些基准阻值被称为电阻的标称阻值。
电阻的标称阻值有六个主要等级,分别是E6、E12、E24、E48、E96和E192系列,这些系列对应着不同的电阻允许偏差范围,具体为±20%、±10%、±5%、±2%、±1%以及±0.5%。在这些系列中,
E24系列属于通用型,E24、E12以及E6系列同样适用于电位器和电容器,E48、E96、E192系列则属于高精度电阻类别。
针对不同系列的电阻设定若干基准参数,这些参数再乘以10的整数次方,便得出特定电阻器的阻值。
《实用开关电源设计》第三章 元器件的实用选择 第二节 电阻
早先仅略有耳闻,此类电阻存在全球统一规范,具体选用时需参照企业库房内惯用型号。
接下来针对各个电路方案,要顾及到库房内电阻的数值,据此进行规划。库房以外的普遍阻值则需另外提交申请。
因此观察他人制作的电路板,例如某些控制板里会包含多个规格相同的5.1k电阻,这主要是为了简化制造过程,同时便于非设计环节的质量管理。
放电测试
放电测试,电源的状态是否一定得处于空载?
NTC的选型
NTC1,常见的规格有十点九,五点九,五点一一,二点五点一五等几种规格。
输入参数中的 (规格) 初启运行 45安培(30安培、60安培等)
功率型NTC热敏电阻器在电路中抑制浪涌电流示意图:
NTC存在一个B参数,通俗来讲就是观察NTC在各个温度点的电阻数值如何变化。通常情况下,常见的NTC热敏电阻的B参数数值介于2000K到6000K这个区间内。
计算温度需要运用相关公式,误差通常控制在5%以内,这是针对温度检测的标准要求,功率型NTC的精度大约为20%,其B值数值较高,例如5D-9型号,在25℃时电阻值约为5Ω,而温度升高后,电阻值可能不足1Ω,因此曾经遇到客户反映产品老化后冲击电流增大,超出标准范围的情况,需要详细说明原因。
相同阻值,不同B值的NTC热敏电阻R-T特性曲线示意图
NTC具备另一种功能,闪电发生时,能够消耗部分电能。保险丝的I2T值会降低,保险丝不会熔断,桥堆承受的负荷也会减小。
电容值偏小的话,可以考虑省略NTC元件,或者将NTC的电阻调低一些。关键在于确保保险丝和桥堆能够承受冷启动时产生的瞬时大电流,这样就不会出问题。
NTC在挑选时需要考虑两个关键指标,一个是工作电流,另一个是工作温度区间,这个温度区间通常在-55℃到200℃之间。此外,还需关注其输出电容的容量大小,这一点也需适当留意。
NTC也与低温现象相关,部分LED电源在零下四十摄氏度,九十伏交流电时能启动但会闪烁,闪烁几次后停止,这种现象部分源于NTC阻值过高,部分由于电解电容在低温下容量减小,等效串联电阻改变等。
高功率的电路,包含高电压和高电流,其中会使用NTC,或者采用功率电阻来限制浪涌电流,在直流领域,继电器有时也可以选用可控硅或者IGBT等元件,具体配置如图所示。
压敏电阻的选型
RV1:压敏电阻
反激电源通常要求LN之间能承受雷击差模1kV的冲击,同时也能耐受共模2kV的电压。
在单极PFC的逆变电源与LN之间,部分情况必须串联一个4.7-10uF范围的电解电容,搭配二极管,用以拦截雷击产生的能量,确保设备安全。
电压为差模2kV,共模4kV时,通常需要安装气体放电管,电流规格可能是600A,也可能是1kA或2kA,具体数量需根据实际状况进行调整。
该值计算得264乘以1.414得到峰值,再乘以1.2,结果为447.96伏特,470乘以0.9,结果是423伏特,等于600伏特。
470V存在±10%的准确度偏差,而且压敏电阻遭受雷击的次数增加,其性能会逐渐变差,导致其变薄。
针对220V至240V的交流电源防雷装置,宜挑选耐压值为470伏到620伏的压敏元件,这样更为适宜。
挑选耐压值更高的MOV,能够减少失效现象,提升工作时长,不过其压降会稍微变大。
压敏电阻的选型还是有点偏向于公司的传统使用方式。
通常在压敏电阻上套热缩管,主要是为了防止爆炸和减少燃烧风险。由于压敏电阻在损坏时可能会发生爆裂,其产生的碎片有可能飞溅到其他电子部件上,同时也会引发起火现象。
偶尔闪电时,共模电感上的放电针会产生放电现象,或者额外加装一个GDT也能对雷击起到缓解作用,具体如图所示。
然而该GDT在实施初级与次级耐压测试时,必须先将其禁用,否则在测试耐压期间会出现电流超限的警报情况。
VCC启动电阻
VCC启动电阻通常选用两个0805或1206型号,或者三个0603型号,部分IC具备高压启动引脚,这类引脚在电路中常串联两个电阻,用以耗散部分能量。
贴片电阻的降额与寿命
贴片电阻的耐压值如图,各个厂家的差异不大。
通常情况下,0805耐压值在100V以下,如图所示。实际运用中,电阻电压超过100V的情况仅限于启动电阻、RCD吸收和RC吸收这几种情形。
电阻承受电压存在一个上限,这个上限并非总由功率决定。电阻可能会被击穿,产生放电现象。在采用贴片电阻的应用中,由于引脚间距很小,电压限制问题更加突出。在应对电压相关事宜时,例如针对一个输出为100V的供电单元,需要明确,所有与高压端相接的电阻器,都必须具备相应的耐压能力
实用开关电源制作第壹章第叁节第贰目关于电阻部分指出,当电压超越壹佰伏特时,必须关注电阻的耐压能力。
电阻规格书中体现的不同封装和系列对应的电压耐压表格。
贴片电阻的功率,在大多数情况下,设计时往往被忽略不计,信号处理环节,基本上都是选用0603规格的电阻。
选用0805或1206规格的电阻作为耗能元件,当功率需求较高时,通常选用插接式电阻和陶瓷电阻。
电阻的适用温度区间通常在零下五十五度到一百二十五度之间,或者零下五十五度到一百五十五度,因此在进行设计时,其功率通常不会超过该电阻功率等级的四分之一。
电阻在温度较高时运行,若超出额定值,会促使电阻加速老化,进而导致其阻值增加或完全失效,通常在1到3年期间显现出故障迹象。
温度对应电阻的功率曲线。温度越高,电阻能用到的功率越小。
因此工业电源与LED电源的设计通常要求在60℃以上的环境条件下运行,电阻在功率部分的容量储备更为充足。
VCC绕组供电串联电阻的选型
VCC绕组供电。
输出电压变化范围宽的情况下,需要增加VCC的辅助绕组供电。
或者IC的VCC供电区间相对有限,需要适应空载、满载以及开机等状况。
IC的VCC工作区间很广,可以直接用VCC绕组进行整流,然后串联一个电阻来应用。
R7的连接方式存在两种选择,一种是通过电阻,另一种是采用磁珠。当电压和电流的变动幅度较大时,R7通常选用可插拔的电阻。这样做的好处在于,在发生大电流或高压情况时,能够有效帮助集成电路降低部分电压。
R7还具备一个功能,在切换负载期间可以削减VCC的峰值,防止切换负载时IC的VCC超出正常值而触发保护机制。
R8的数值,ZD1标称15V,Q1输入端电压为20V,直流放大倍数依据40倍(通常范围50至300,此处40为考虑余量而取值)计算。IC运行电流是10毫安,R8等于(20V减去15V)除以(10毫安除以40倍),结果为20千欧。
驱动电阻的选型
的驱动电阻、GS放电电阻、电阻。
整改EMC时调整R9,R13。
R19和R13通常选用0805规格,若电流需求较大,则选用1206规格,同时需要移除元件D3。
R10,在功率较小时,可以通过将几个0805或1206电阻元件串联来实现;当功率较大时,若电流值很高,电阻自身所带电感会对检测电路造成显著干扰,从而容易引发成批次的故障,此时选用绕制而成的无感电阻会更为稳妥可靠。
当电流数值较高时,需要选用电流感应装置,驱动环节则应更换为专用驱动元件,或者选用两个三极管搭配使用。
原副边的吸收电阻
RCD电路中,电阻R的数值选择,主要依据功率进行确定,电源的功率越高,电阻R所对应的功率也相应增大。
RCD缓冲电路会拦截其中的电压脉冲,这些脉冲主要是在主控元件快速升降电压电流时产生的。
反激里面会用到,大功率的全桥电路里面也会用到。
RCD在调整辐射的时候,电阻对辐射影响还是有点关系的。
在确定数值时,缺乏明确的计算方法,实在遗憾,大体上都是凭借直觉,在完成极端情况验证后最终确定的。