在我們很多工業(yè)及消費(fèi)類電子產(chǎn)品應(yīng)用中，使用開關(guān)電源系統(tǒng)供電可以減小體積，對(duì)于電源的輸出負(fù)載主要是繼電器及MCU等簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，追求小體積電源系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠在應(yīng)用中越來(lái)越廣泛。特別是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的應(yīng)用，同時(shí)開關(guān)電源供電系統(tǒng)的集成度已非常高，好的設(shè)計(jì)和選擇非常重要。為了做到應(yīng)用時(shí)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)EMC的要求提供我前期的工作設(shè)計(jì)案例，該設(shè)計(jì)方案體積和成本要求嚴(yán)格，輸入交流前端的壓敏電阻要求去掉能通過(guò)＞2KV的差模浪涌設(shè)計(jì)最好能通過(guò)2．5KV的測(cè)試要求，分享給電子設(shè)計(jì)愛(ài)好者參考。
1．小功率電源系統(tǒng)LNK564P的設(shè)計(jì)原理圖
2．小功率系統(tǒng)LNK564P方案在L，N之間施加差模浪涌測(cè)試時(shí)在芯片上的耐壓關(guān)系
加在芯片VDS上的電壓≈VO≈V1（電容兩端的浪涌電壓）
3．小功率開關(guān)電源系統(tǒng)LNK564P測(cè)試的浪涌電壓等效路徑圖如下：
RF1＝保險(xiǎn)絲／保險(xiǎn)絲電阻／NTC等的額定電阻值；
RL1＝電路中的差模／共模電感的直流電阻阻值；
CRES＝電解電容的RES在1KHZ－100KHZ的最大內(nèi)阻值；
RL＝變壓器的原邊電感的直流電阻阻值；
VO≈V1≈加載在芯片VDS兩端的最大電壓值。
4．浪涌的測(cè)試原理及波形
5．浪涌的實(shí)際波形圖－即其浪涌的頻譜范圍是6．3KHZ－265KHZ。
6．小功率電源LNK564PN電路中器件參數(shù)用LCR測(cè)試儀的實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)如下：
（1K－100KHZ頻率測(cè)試）
注明：保險(xiǎn)絲選擇5A／250V ；10UF／400V電解電容為CD263－150℃
7．輸出VO值的理論計(jì)算值
VO＝SurgeU1×CRes／（CRes＋2＋RF1＋RL1）
①當(dāng)系統(tǒng)L，N之間加2KV差模浪涌
VO＝2000×6／（6＋2＋13）＝572V
②當(dāng)系統(tǒng)L，N之間加2．5KV差模浪涌
VO＝2500×6／（6＋2＋13）＝714．3V
③當(dāng)系統(tǒng)L，N之間加2．45KV差模浪涌
VO＝2450×6／（6＋2＋13）＝700V
8．結(jié)論
在上述的實(shí)際器件參數(shù)和應(yīng)用原理圖設(shè)計(jì)時(shí)。系統(tǒng)是可以通過(guò)2KV的差模浪涌測(cè)試的。當(dāng)系統(tǒng)的L，N之間的浪涌電壓大于等于2400V的差模浪涌時(shí)系統(tǒng)會(huì)隨時(shí)出現(xiàn)芯片損壞的現(xiàn)象（VO的電壓達(dá)到芯片的耐壓700V的極限）。
9．實(shí)際的測(cè)試數(shù)據(jù)情況
A．隨機(jī)測(cè)試10pcs－LNK564P芯片都通過(guò)L，N之間差模2KV的浪涌測(cè)試
B．將浪涌電壓提高到L，N之間差模2．3KV通過(guò)浪涌測(cè)試。
C．將其中一個(gè)LNK564P的芯片L，N之間差模提高到2．4KV也通過(guò)了浪涌測(cè)試。
從測(cè)試結(jié)果來(lái)看理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)試基本還是比較吻合的。
在實(shí)際使用時(shí)測(cè)試2．5KV有出現(xiàn)損壞的情況。（由此對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析）
理論和實(shí)際情況如下：
在實(shí)際器件參數(shù)和應(yīng)用原理圖設(shè)計(jì)。系統(tǒng)是可以通過(guò)2KV的差模浪涌測(cè)試的。
當(dāng)系統(tǒng)的L，N之間的浪涌電壓大于等于2400V的差模浪涌時(shí)系統(tǒng)會(huì)隨時(shí)出現(xiàn)芯片損壞的現(xiàn)象（VO的電壓達(dá)到芯片的耐壓700V的極限）。
10．將電路中的電感L1＝2．2mH更改為3．3mH的電感的實(shí)際計(jì)算情況如下：
輸出VO值的理論計(jì)算值
VO＝SurgeU1×CRes／（CRes＋2＋RF1＋RL1）
①當(dāng)系統(tǒng)L，N之間加2KV差模浪涌
VO＝2000×6／（6＋2＋25）＝364V
②當(dāng)系統(tǒng)L，N之間加2．5KV差模浪涌
VO＝2500×6／（6＋2＋25）＝455V
③當(dāng)系統(tǒng)L，N之間加3KV差模浪涌
VO＝3000×6／（6＋2＋25）＝546V
結(jié)論：
從上面理論的計(jì)算結(jié)果說(shuō)明：
如果將電感更換為3．3mH時(shí)提高L，N之間的浪涌電壓時(shí)所加在LNK564P的浪涌電壓不會(huì)超過(guò)芯片的最高承受電壓。可減少芯片在浪涌電壓時(shí)的故障率。在實(shí)際運(yùn)用時(shí)可選擇3．3mH的相同2．2mH電流的電感進(jìn)行替換，可以增加系統(tǒng)抗浪涌的能力。
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