技术
<p>作者：孔乙不己，文章转载自：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3MDQzOTUzMw==&mid=2247489839&am…<
<p><strong>开关电源每个元件的温度标准！</strong></p>
<p>做了这么些年的开关电源设计，一个很让我心里忐忑的事就是新做的样机进行初次上电，担心炸机。相信很多工程师跟我一样深有体会，把自己的新样机在上电之前检查再检查，生怕哪个地方有焊错焊反搭焊或者说有地方短路，甚至把工作台上都扫得干干净净以防万一。</p>
<p>根据工程师的经验不同，细心程度不同，样机首次通电有一定的炸机概率，并且提心吊胆的。当然“提心吊胆”一词只能用在一部分工程师上，有部分工程师天生不怕炸也不怕做耐压实验时发出的那个“滋滋”的声音，一副脸不变色心不跳的样子（不知道是不是装的）。</p>
<p>压敏电阻是一种限压型保护器件，利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在其两极时，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。压敏电阻还有一个很重要的作用，就是用于电路中的瞬态过电压保护。虽然它的通流容量大，但是能量容量却不大。此外，因为它的冲击电流最大脉冲宽度远远小于大中功率半导体系统实际脉冲电流宽度，所以才会时常发生短路或烧坏及失效现象。</p>
<p>如今市场上常用的压敏电阻是一种（ZnO）氧化锌材质的压敏电阻，它会损坏的原因主要有以下原因：</p>
<p>1、耐压不够</p>
<p>这个很好理解如果一款产品的工作电压为220V你用的压敏电阻却是180V或者更小的，那肯定会击穿会损坏了。</p>
<p>电路中滤波电容的选型需要考虑几个方面：电容耐压、工作温度、容量等。</p>
<p>输入滤波电容容量的选择和驱动器的驱动电压、最大功率有直接关系，需要作一些计算得到，如果此电容容量过少，驱动器表现为驱动力不足；而容量过大，则增加制造成本。</p>
<p>工程应用中，有这样的一个经验法则：滤波电容容量数值等于驱动功率数值。但需要注意，这只是针对单相220V交流电全波整流的驱动应用，不能断章取义。</p>
<p>下面通过简单的计算推导，介绍容量计算的过程，只作为参考。</p>
<p>首先，从电容、电阻的RC时间常数τ说起：</p>
<p> 贴片电阻是电子产业链中采购小姐姐和工程师小哥哥们经常遇到的“小家伙”，因此要特别注意其引起的主要原因及应对之策。</p>
<p> 贴片电阻损坏的5大原因：</p>
<p> 1.贴片电阻与电源变压器距离太近，两端的线路阻抗很小，变频器没有装置直流电抗器和输出侧交流电抗器，使整流桥处于电容滤波的高幅度尖脉冲电流的冲击形态下，导致整流桥过早损坏。</p>
<p> 2.电网电压瞬间变高，遭遇雷击或浪涌电压过高，而电网内阻小，保护电网电阻经击穿烧坏不起作用，导致全部过压加到整流桥上。</p>
<p> 3.后级电路、逆变功率开关器件损坏，致使整流桥流过短路电流而损坏。</p>
<p>当前，随着PCB尺寸要求越来越小，器件密度要求越来越高，PCB设计的难度也就逐渐增大。如何在保证质量的同时缩短设计时间?这需要工程师们有过硬的技术知识，以及掌握一些设计技巧。</p>
<p><strong>1、确定PCB的层数</strong></p>
<p>电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。布线层的数量以及层叠(STack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。</p>
<p>板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度，实现期望的设计效果。目前多层板之间的成本差别很小，在开始设计时最好采用较多的电路层并使敷铜均匀分布。</p>
<p>硬件工程师的很多项目是在洞洞板上完成的，但有存在不小心将电源正负极接反的现象，导致很多电子元器件都烧毁，甚至整块板子都废掉，还得再焊接一块，不知道有什么好的办法可以解决？</p>
<p>首先粗心不可避免，虽说只是区分正负极两根线，一红一黑，可能接线一次，我们不会出错；接10次线也不会出错，但是1000次？10000呢？这时候就不好说了，由于我们的粗心，导致一些电子元器件和芯片烧坏，主要原因是电流过大使元器件被击穿，所以必须采取防止接反的措施。</p>
<p>一般常用的有以下几种方法：</p>
<p><strong>1. 二极管串联型防反接保护电路</strong></p>
<p><strong>过孔的基本概念</strong></p>
<p>过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。简单的说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。从作用上看，过孔可以分成两类：</p>
<ul>
<li>用作各层间的电气连接；</li>
<li>用作器件的固定或定位。</li>
</ul>
<p>如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类：</p>
<p><strong>电路基础</strong></p>
<p>电压电流</p>
<ul>
<li>电流的参考方向可以任意指定，分析时：若参考方向与实际方向一致，则i>0，反之i0。</li>
<li>电压的参考方向也可以任意指定，分析时：若参考方向与实际方向一致，则u>0反之u0。</li>
</ul>
<p><br />
功率平衡一个实际的电路中，电源发出的功率总是等于负载消耗的功率。</p>
<p>全电路欧姆定律U=E-RI</p>
<p>1、为什么要对产品做电磁兼容设计？</p>
<p>答：满足产品功能要求、减少调试时间，使产品满足电磁兼容标准的要求，使产品不会对系统中的其它设备产生电磁干扰。</p>
<p>2、对产品做电磁兼容设计可以从哪几个方面进行？</p>
<p>答：电路设计（包括器件选择）、软件设计、线路板设计、屏蔽结构设计、信号线/电源线滤波设计、电路接地方式设计。</p>
<p>3、在电磁兼容领域，为什么总是用分贝（dB）的单位描述？10mV是多少dBmV？</p>
<p>1. 变压器图纸、PCB、原理图这三者的变压器飞线位号需一致。</p>
<p>理由：安规认证要求这是很多工程师在申请安规认证提交资料时会犯的一个毛病。</p>
<p>2.X电容的泄放电阻需放两组。</p>
<p>理由：UL62368、CCC认证要求断开一组电阻再测试X电容的残留电压。很多新手会犯的一个错误，修正的办法只能重新改PCBLayout，浪费自己和采购打样的时间。</p>
<p>3.变压器飞线的PCB孔径需考虑到最大飞线直径，必要是预留两组一大一小的PCB孔。</p>
<p>PCB的EMC设计考虑中，首先涉及的便是层的设置;单板的层数由电源、地的层数和信号层数组成;在产品的EMC设计中，除了元器件的选择和电路设计之外，良好的PCB设计也是一个非常重要的因素。</p>
<p>电子器件是一个非常复杂的系统，其封装过程的缺陷和失效也是非常复杂的。因此，研究封装缺陷和失效需要对封装过程有一个系统性的了解，这样才能从多个角度去分析缺陷产生的原因。</p>
<p><strong>1. 封装缺陷与失效的研究方法论</strong></p>
<p>封装的失效机理可以分为两类：过应力和磨损。过应力失效往往是瞬时的、灾难性的；磨损失效是长期的累积损坏，往往首先表示为性能退化，接着才是器件失效。失效的负载类型又可以分为机械、热、电气、辐射和化学负载等。</p>
<p>在大多数电子系统中，降噪是一个重要设计问题。与功耗限制、环境温度变化、尺寸限制以及速度和精度要求一样，必须处理好无所不在的噪声因素，才能使最终设计获得成功。</p>
<p>这里，我们不考虑用于降低“外部噪声”（与信号一起到达系统）的技术，因为其存在一般不受设计工程师直接控制。相比之下，防止“内部噪声”（电路或系统内部产生或耦合的噪声）扰乱信号则是设计工程师的直接责任。今天我们就说说“接地”，而且是针对高频工作的“接地"</p>
<p>“接地”(Grounding)一般指将电路、设备或系统连接到一个作为参考电位点或参考电位面的良好导体上，为电路或系统与“地”之间建立一个低阻抗的通道。</p>
<p>随着电子技术的高速发展，以及无线通信技术在各领域的广泛应用，高频、高速、高密度已逐步成为现代电子产品的显著发展趋势之一。信号传输高频化和高速数字化，迫使PCB走向微小孔与埋/盲孔化、导线精细化、介质层均匀薄型化，高频高速高密度多层PCB设计技术已成为一个重要的研究领域。本文，我们主要来了解下高频PCB设计的一些实用技巧。</p>
<p><strong>高频PCB</strong></p>
<p>元件的失效直接受湿度、温度、电压、机械等因素的影响。</p>
<p><strong>1、温度导致失效：</strong></p>
<p>1.1环境温度是导致元件失效的重要因素。</p>
<p>ESD试验作为EMC测试标准的一项基本测试项目，如果产品的前期设计考虑不足，加上经验不够的话，往往会让人焦头烂额。一般中小型企业，如果没有专门的EMC工程师，往往这项工作就必须由硬件工程师来承担。对于整机来说，ESD抗扰能力不仅仅来自芯片的ESD耐压，PCB的布局布线，甚至与工艺结构也有密切关系。</p>
<p>常见的ESD试验等级为接触放电：</p>
<p>1级——2KV;</p>
<p>2级——4KV;</p>
<p>3级——6KV;</p>
<p>4级——8KV;</p>
<p>空气放电：</p>
<p>1、电气规则(electrical rules)</p>
<p>电气设计规则用来设置在电路板布线过程中所遵循的电气方面的规则，包括安全间距、短路、未布线网络和未连接引脚这四个方面的规则：</p>
<p>我们在电源滤波电路上可以看到各种各样的电容，100uF、10uF、100nF、10nF不同的容值，那么这些参数是如何确定的？</p>
<p>数字电路要运行稳定可靠，电源一定要”干净“，并且能量补充一定要及时，也就是滤波去耦一定要好。什么是滤波去耦，简单的说就是在芯片不需要电流的时候存储能量，在需要电流的时候又能及时地补充能量。有读者看到这里会说，这个职责不是DC/DC、LDO的吗？对，在低频的时候它们可以搞定，但高速的数字系统就不一样了。</p>
<p>先来看看电容，电容的作用简单来说就是存储电荷。我们都知道在电源中要加电容滤波，在每个芯片的电源脚放置一个0.1uF的电容去耦。但是，怎么有些板子芯片的电源脚旁边的电容是0.1uF的或者0.01uF的，有什么讲究吗？</p>
<p><strong>1. 什么是ESD保护？</strong></p>
<p>ESD是Electro-Static discharge的缩写，即“静电释放”。本文介绍以下内容：ESD的产生的三种形式；什么是静电；静电的产生原因；什么是ESD（静电放电）；ESD对电子设备的影响……</p>
