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【 DigiKey DIY原创大赛】基于反激式开关电源的手机充电器设计(四)单板调试篇

大家好,我是砖一谈芯。

非常高兴能够参加电源网的DIY设计大赛,也很荣幸能够在电源网和得捷电子两个大平台上展示自己的处女作。

我今天给大家带来的项目是一款基于反激式开关电源的手机充电器设计。

接下来的几天,我会以一个系列进行更新,分别从原理图设计,元器件选型,PCB Layout,高频变压器的计算,以及调试过程中遇到的问题点进行分享。

这是本系列的第四期,本期主要讲解反激开关电源的PCBA调试,欢迎各位看官批评指正!

第一期请看官点击蓝字部分:【 DigiKey DIY原创大赛】基于反激式开关电源的手机充电器设计(一)原理图设计和器件选型篇-电源网

第二期请看官点击蓝字部分:【 DigiKey DIY原创大赛】基于反激式开关电源的手机充电器设计(二)PCB Layout篇-电源网

第三期请看官点击蓝字部分:【 DigiKey DIY原创大赛】基于反激式开关电源的手机充电器设计(三)高频变压器设计和绕制篇-电源网

到了激动人心的调试环节了,有可能经历炸板,哈哈哈。

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11-05 13:19

本以为拿到板子焊上变压器,觉得没问题了,没想到,上电竟然没有输出,找到现在还没找到问题出在哪。

看了一下也没有炸板,首先怀疑的是输入端有没有问题,测了一下整流桥的输出,是一段有一段没有,像是进入到打嗝状态。

我拿了一块别人的板子,完整的馒头波

我就用万用表点了一下输出二极管,结果发现是通的,然后就以为是输出二极管坏了,把二极管给换掉了,结果还是坏,想着是不是电流太小了,我用的是SS510,耐压100V,输出电流是5A,大致算了一下,电压和电流余量很大啊,不会坏啊。。开始怀疑自己是不是变压器插错了(我之前是用的EE13,现在换了变压器只能飞线了),对比了一下引脚并没有插错。随后又叠加2块二极管,发现在板子上还是通路,我就以为是二极管通了,于是找了一个新的二极管ES5GB,它的耐压是400V,耐电流5A,测了一下导通压降0.41V,我对板子进行了交叉验证,用不同的电源同一个二极管测试导通压降,上电在电路板上还是通路,但是拆下来发现二极管和之前导通压降几乎没有变化,还是0.41V。这就让我产生疑问了,为什么二极管不坏,在电路板上还是短路状态?

随后我在百度上一顿搜索,看到一篇帖子,这个博主他也是反激电源没有输出,但是有空载,我测了一下空载,最大5v样子,我的情况和他一样,带载没有输出。我翻了一下下面给他出招的,看看Vcc有没有过压保护。

我于是测试了一下芯片VCC电压,在9.65~18V

而datasheet上Vcc工作电压在12.5-24V,过压保护在25-29V,所以芯片不是过压保护了。

用示波器测出来Vcc电压一直在打嗝。可以说明的是说明芯片启动了,但是辅助没有正经供电。

等今晚上再看看能否解决吧,有懂的大佬可以帮我看看。

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11-06 13:05

今天更新一下,电源没有输出的问题。经历两天,找出问题点了。

问题点描述:由于变压器开始选用的EE13封装,后来发现5V2A设计的变压器的次级绕线线径很粗,实验室不具备线径0.5mm线,所以改为ED2027,PC94材质磁芯,通常变压器的进线方式是从同名端进线,变压器的次级同名端搞反了,所以变压器绕制顺序在7脚和6脚进线和出线反了,应该是6进7出。

对策:由于是飞线连接PCB板,所以将7脚和6脚进线和出线与PCB脚位调换。

重新上电,发现输出稳定12.2V,可以稳定带载0.8A。

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11-06 14:56

今天早上接上平板充电,没想到炸机了。

我看了一下主要是芯片炸了,VCC引脚和FB反馈引脚,晚上继续修板子。😭

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11-07 11:27
@砖一谈芯
今天早上接上平板充电,没想到炸机了。[图片]我看了一下主要是芯片炸了,VCC引脚和FB反馈引脚,晚上继续修板子。😭

找了好久问题,判断了一下,应该是变压器的线太细了,大电流击穿MOS管,导致芯片炸了。

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11-10 21:21

补充一下近期进度。

(1)PCB的工艺和物流速度

从嘉立创下单到发货,只用了一天时间,速度非常快。江苏仓一般从淮安涟水发货,到我这边一天时间,让我感慨现在快递速度杠杠的。

这个还能监控板子所经历的前生后世。可以看到包括很多,钻孔,沉铜,线路,图电等等,还有检验和测试以及QC检验,可见,非常多的细节,也让我知道板子有这么多讲究的工艺流程。

(2)PCB打板工艺信息学习

这次打板让我了解到很多关于PCB工艺方面的知识。

板材,自己要学会选择板材,像我这个电源板,一般选择FR-4,它不仅有着优异的耐热性、耐湿性、耐化学性和机械强度,而且还有着良好的介电性、阻燃性和尺寸稳定性,能够满足各种电子设备的性能要求,常用于单面和双面板,而我这块双面板用FR-4完全可以满足要求。

拼板款数,可以有三种选择,满足不同客户需求,我这款就方方正正的,选择第一款,左右对称型就行啦。一般的话是V割残厚: 由供应商评估决定,要求拼板好分且不断板。

板厚,主要是电路板的厚度,一般双面电源板都在0.8-1.6之间,我选择默认1.6mm,而且嘉立创采用的是航空A级料,比较好。

外层铜厚,指的是板子表面的铜箔厚度,默认是1盎司,我查了一下1盎司是35um,总的来说,铜厚越厚导电能力越强。

阻焊颜色,一般默认都是绿色,可能是因为绿色环保。我搜索了一下原因,是因为其表面的颜色实际上是阻焊剂的颜色。阻焊剂不仅可以防止元件错焊,还延缓器件使用寿命,防止线路氧化和腐蚀。绿色阻工艺最成熟、简单,且更环保,因此绿色是最常见的颜色。此外,阻焊层还可以是红色、黄色、蓝色紫色、黑色等,但绿色对眼睛刺激小,成本较低,因此被广泛使用。

阻焊覆盖,大多数电源板应该都选择的是过孔盖油,我查了一下资料,过孔盖油是一种常见的PCB阻碍覆盖工艺,它通过在过孔表面涂覆一层阻焊油墨来实现过孔的封闭。这种方式成本较低,操作相对简单,适用于对过孔填塞需求不高的双面板。

大多数选择过孔盖油可能原因有三个。

1、成本较低,对于不需要高可靠性的简单应用。

2、生产效率:工艺相对简单,可以提高生产效率。

3、通用性:过孔盖油适用于大多数类型的过孔,尤其是对于那些不需要完全封闭的过孔。

焊盘喷镀,嘉立创包括三种,沉金,有钱喷锡和无铅喷锡,多数选择无铅喷锡,成本低高效。

线路测试,它支持AOI全测+飞针全测,而且线路直通率100%,非常高的通过率。其中AOI全测指的是光学扫描线路,判断线路通断。还有一种是飞针全测,但是这个只能对线路进行通断测试,效率不如AOI全测,而且是收费项目。

板子到货,板子非常漂亮,很光滑,没有毛刺,丝印和线路都很清晰,没有多余焊锡,很平整。

(3)元器件购买和评价

我是从立创下单购买的,分两个仓发送,分别是江苏仓和广东仓,速度两天就到了,包装都很严实,有两层泡棉,里面的元器件都是独立包装,购买的信息都在上面,很容易辨别元器件,焊接拿元器件的时候很方便。

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