1、技術文件技術文件名稱：單板電源設計要點技術文件編號：版本：V1.0文件質量等級：共4頁(包括封面)擬制陳永銘審核會簽標準化批準深圳市中興通訊股份有限公司1Input Fusing1.1概述所有模塊如無特殊說明均需加保險絲。保險絲按熔斷速度分，可分為：特慢速保險絲（一般用TT表示）、慢速保險絲（一般用T表示）、中速保險絲（一般用M表示）、快速保險絲（一般用F表示）、特快速保險絲（一般用FF表示）。慢速保險絲也叫延時保險絲，它的延時特性表現(xiàn)在電路出現(xiàn)非故障脈沖電流時保持完好而能對長時間的過載提供保護。有些電路在開關瞬間的電流大于幾倍正常工作電流，盡管這種電流峰值很高，但是它出現(xiàn)的時間很短，我們稱它

2、為脈沖電流也有稱它為沖擊電流或叫它為浪涌電流。普通的保險絲是承受不了這種電流的，這樣的電路中若使用的是普通保險絲恐怕就無法正常開機了，若使用更大規(guī)格的保險絲，那么當電路過載時又得不到保護。延時保險絲的熔體經(jīng)特殊加工而成，它具有吸收能量的作用，調整能量吸收量就能使它即可以抗住沖擊電流又能對過載提供保護。保險絲有一個"熔斷系數(shù)"其值大于"1"（一般在1.1至1.5之間），它是"常規(guī)不熔斷電流"與"額定電流"的比值。由此可以看出，即使流過保險絲的電流大于它的額定電流而未超過常規(guī)不熔斷電流，保險絲也不應該發(fā)生熔斷現(xiàn)象。1.

3、2使用建議由于我們使用的保險絲基本上都是快速保險絲，而非專用的慢速保險絲，考慮到我們都使用了緩啟動電路，在選用保險絲的時候我們需要提高1.5-2.5倍的余量。一般情況下取2，考慮保險絲自身熔斷系數(shù)為1.2，則2A保險絲允許的實際工作電流為：2×1.2/21.2A。考慮最低電壓為40V，則單板實際功耗為40×1.248W。因此建議45W以下的單板使用2A保險絲，45W以上選用5A保險絲。熔絲的選擇還要驗證是否滿足安全標準的要求，建議做一個單點故障，實驗模擬模塊外加的輸入電容短路，看熔絲能否及時燒斷、PCB走線、共模電感有無過高溫升。熔絲能夠及時保護算通過。2電源濾波電容的選取

4、和使用2.1 耐壓降額耐壓降額滿足公司降額要求。推薦鉭電容的耐壓要降額到1/3；紋波電流大和沖擊電流大可能引起鉭電容失效；避免使用大容量鉭電容；可用并聯(lián)的形式；熱插拔等電源瞬變場合謹慎選用鉭電容表1固體陶瓷電容器降額準則降額降額等級參數(shù)直流工作電壓0.600.70環(huán)境溫度TAM1)10注：1）最高額定環(huán)境溫度TAM由元件相關詳細規(guī)范確定。表2 電解電容器降額準則降額降額等級參數(shù)直流工作電壓0.75鋁電解環(huán)境溫度TAM20直流工作電壓0.600.70鉭電解環(huán)境溫度TAM1)20注：1) 最高額定環(huán)境溫度TAM由元件相關詳細規(guī)范確定。關于I級降額I級降額是最大的降額，對元器件使用可靠性的改善最大。

5、超過它的更大降額，通常對元器件可靠性的提高有限，且可能使設備設計難以實現(xiàn)。 I級降額適用于下述情況：設備的失效將導致人員傷亡或裝備與保障設施的嚴重破壞；對設備有高可靠性要求，且采用新技術、新工藝的設計；由于費用和技術原因，設備失效后無法或不宜維修；系統(tǒng)對設備的尺寸、重量有苛刻的限制。 b)II級降額 II級降額是中等降額，對元器件使用可靠性有明顯改善。II級降額在設計上較I級降額易于實現(xiàn)。 II級降額適用于下述情況：設備的失效將可能引起裝備與保障設施的損壞；有高可靠性要求，且采用了某些專門的設計；需支付較高的維修費用。 c) III級降額 III級降額是最小的降額，對元器件使用可靠性改善的相對

6、效益最大，但可靠性改善的絕對效果不如I級和II級降額。III級降額在設計上最易實現(xiàn)。 III級降額適用于下述情況：設備失效不會造成人員和設施的傷亡和破壞；設備采用成熟的標準設計。2.2 溫度降額工作溫度不得超過電容額定溫度。有特殊要求的電容需要標注參數(shù)，固定紙/塑料薄膜電容器、固定玻璃釉電容器、固定云母電容器、固定陶瓷電容器、可變電容器工作狀態(tài)下的環(huán)境溫度較最高額定環(huán)境溫度低10；電解電容器工作狀態(tài)下的環(huán)境溫度較最高額定環(huán)境溫度低20。特別注意：電解電容器的最高額定溫度等級不同，通常分為+85度，+105度和+125度三種。由于我們的單板電源附近的溫度都較高，所以電解電容器的最高額定溫度至少應

7、該選+105度。2.3 電源濾波方式推薦電源濾波可采用LC、型濾波。電源濾波建議優(yōu)選磁珠，然后才是電感，同時電感也要考慮電阻。輸入濾波至少需要一級共模濾波，推薦兩級共模濾波。對于非隔離式DCDC輸入端推薦如下濾波：330uF：04603020001547uF：0460302000091uF：0460505000230.1uF:046050300046越小的電容應擺放于越靠近電源輸入端的地方。推薦大容量電容必須并聯(lián)小容量陶瓷或薄膜電容，一方面因為長的引線會有高頻干擾，并且去耦電容具有BYPASS靜電和EMI方面的一些作用。其中輸入端的陶瓷電容應當盡量靠近模塊，輸出端的陶瓷電容和低ESR電容應當盡

8、量靠近負載，以改善實際濾波效果，并避免引起不穩(wěn)定等問題。DCDC模塊可以加輸出濾波，但應注意如果使用電感則負載端的動態(tài)響應稍差一點，但紋波則可比不加小一點。2.4 電容位置推薦輸入端的外加電容應將可能靠近模塊輸入正負端子的位置。推薦輸出濾波中應將低ESR的陶瓷電容盡可能近的加在負載端，此外還可在負載端加大的電解電容以應對負載的較大動態(tài)變化。應盡可能減小走線電感和電容。但是對于輸出電流3A以下，負載電容不應大于2200uF，對于輸出電流3A以上，負載電容不應大于10000uF。2.5 LDO的電容要求LDO輸出端濾波電容選取時注意參照手冊要求的最小電容、電容的ESR/ESL等要求，要求采用多個等

9、值電容并聯(lián)的方式，增加可靠性以及提高性能。具體情況參考器件說明書進行。2.6 其它考慮避免出現(xiàn)有極性的耦合電容有反向電壓，串聯(lián)電感時可能出現(xiàn)反激電壓。3電源反接處理電源要有防反接處理，輸入電流超過3A，輸入電源反接只允許損壞保險絲；低于或等于3A,輸入電源反接不允許損壞任何器件。可加入防反接的串聯(lián)二級管。但應注意二極管應放在防雷泄放通路之后。4插座上電源的針數(shù)應能夠承受可能出現(xiàn)的最大電流 (包括熱插拔時的電流)。插座有額定電流的參數(shù)，插座電源的針承受最大電流不得超過其額定電流，并要求有一定的降額。例如歐式48PIN的插座，每根針通過的電流不得超過1A。5關于sense端當不使用此功能時建議將s

10、ense端和vout用盡量短的線直接連起來。注意sense端子連接的極性，即sense和+Vout連接，-sense和-Vout連接。 6LDO等芯片的散熱包括LDO、功率MOSFET等功耗較大的器件，在單板上都應保證有足夠大的散熱焊盤，例如輸入軟啟動用的管子IRF120、IRF3710等器件，在其漏極焊盤上應當適當增大鋪銅面積，改善散熱。7降額設計由于多數(shù)模塊所標定的滿負荷功率都是在溫度較低情況下測定的，而單板工作時溫度都較高，所以必須參考溫度曲線做降額設計。開放式模塊應當提供足夠的風冷條件，并關注功率降額，以保證可靠性；鋁基板基板模塊等在使用功率較大（例如超過3040左右額定輸出）時，需要

11、增加散熱器。8輸出電感輸出端可以加濾波電感，但電感量必須較小，對5V以下輸出的模塊來說，模塊內部濾波電感通常在1uH的數(shù)量級，電感量較大，則會影響負載點的動態(tài)響應。比較好的是選用一種中間有兩根導線穿過的磁珠。如下圖，這樣有一定共模濾波和差模濾波效果，可以濾除高頻雜音。在使用外加輸出LC濾波時，嚴重不推薦使用sense功能。如果不可避免這樣的情況，則濾波電感應當放在sense點后面，如下圖。9電源模塊位置DC/DC在單板中應擺放于遠離易受干擾的電路的位置。單板中DC/DC模塊不應有易受干擾電路，例如存在較大回路面積的走線。DC/DC模塊下面也不應有信號線穿越，通常推薦為一塊連接到輸入負端的覆銅，

12、改善EMC和EMI性能。10. DC/DC模塊在運輸，生產(chǎn)，使用中應設法減小震動。11關于TVS二極管的選型TVS二極管有單向和多向之分，單向TVS在正向電壓下類似于普通二極管，只在有反向浪涌電壓時起保護作用，而雙向TVS則在兩個方向的浪涌時都有保護作用。請注意下列主要指標：Vrwm > 電路正常工作電壓Ipp > TVS所可能受到的最大浪涌瞬態(tài)電流Vc < TVS兩端可能受到的最大電壓Cj < 保證信號完整性所能接受的最大負載電容12關于電源的爬電距離和隔離距離問題：根據(jù)安規(guī)要求，我們設備屬于TNV2電路。污染級別為2極其各個信號的隔離建議如下：信號1信號1隔離類型爬電距離隔離48V48V地Functional1.4mm0.6mm48V，48V地保護地Basic1.4mm0.7mm48V，48V地數(shù)字地，3.3VBasic1.4mm0.7mm保護地數(shù)字地，3.3VFunctional1.4mm0.6mm對于GND和GNDP的爬電距離確因信號定義問題可能無法執(zhí)行的，不強制執(zhí)行。請教了EDA的工藝人員，得知單板內部同一層上不同信號之間有半固化片絕緣隔離，等同于層與層之間的絕緣效果，而不是空氣隔離，所以在單板的內層不存在電氣間隙的問題。但是單板表面和底層的爬電距離仍然需要。因此重新規(guī)定：1。單板TOP和Bottom