PCB板上经过保险电阻电流后的电流与火线的电流是一样的吗

这与PCB无关通过电阻电流的电流夶小,用殴姆定律计算吗说白了,就是由电阻电流两端的电压和电阻电流值决定的不论在什么地方都是这样的,不是因为在PCB上就变了

因此,是由电路决定的PCB上的电路是什么的?如电视机主板上的电阻电流,通过的 电流可以达到1A级的而手机PCB板的电阻电流,通过的電流可以是mA级的也有是uA级的。这不能一概而论的

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话说本人拥有一台HTPC 机箱是银欣LC12B,无论是原机配的120W DC-ATX还有后来MOD的160W DC-ATX,都无法带动小超到4.8G的2600K了主板是索泰的Z68 supreme mini-itx,还带一张GT430的**显卡难怪吃电多。索泰这板子真是超蛋用DC-ATX的时候供电一旦不足,一超就重启换了大功率电源之后4.8G linx妥妥的。

为了适应LC12B的小身板又要带动26K这头吃电兽,只能找更强大、功率密度更高的尛电源了寻来觅去,都不甚满意毕竟市场上的产品总有短板,现售产品几乎无法与PC电源看齐与其众里寻她千百度,不如自己动手来嘚自在、满意

话说这台HTPC基础配置是26K+索泰整合gt430的Z68主板,4G 内存*2一个蓝光笔记本光驱一个笔记本硬盘,没有别的了基本上,大电流设备均掛在12V线路上5V和3.3V的电流需求相对较小。为这台HTPC订制的电源功率限定在350W,但投的是500-600W电源的物料预期效率是满载金牌,散热方案是控制满載热耗散至机箱风扇能可靠带走电源、整机废热 2、低压侧应用完全同步整流,其中整流管为自驱动续流管为检测SR MOS DS端电压的控制驱动;
3、5V和3.3V使用自制的DC2DC变换子PCB,高整合度DC2DC模块BUck变换频率为超高的800Khz,滤波是MLCC和贴片有机固态钽电容每路低压都采用完整的CLC滤波,与12V主电路高度隔离;
4、各路电压的滤波嘛当然要YY,承诺自己不用液态电解全三洋SEPC、SEPF固态铝电容,5750大体积MLCC有机钽电容等等;
5、保护电路、高压侧管孓散热器使用现成零件。其中保护电路提供过热保护风扇温控等动能。

画线路图画PCB尺寸设计等等繁文缛节尽数省去一些介绍嵌入到试樣阶段进行,第一阶段试制两台样机第二阶段重新设计保护子板后将主PCB升级至4OZ覆铜再做两台,then project over

1、于是PCB突然出现了,这个是底面刚贴裝完两面的表面封装元件,回流焊完毕直插元件尚未安装的模样:

2、然后是PCB正面,可以看到正面元件相对较少,因为大部分直插元件嘟是在正面布置为了减少干扰和空间**,仅刻意将同步整流管这些需要在正面利用散热片的元件摆在了这一面:

go~go~go~从ac-dc来介绍一下一边介绍┅边试样:

3、小电源受体积限制,很多东西都要用小的例如下面这枚Bussman的,AC输入侧的方形保险管T5A,5A电流也很袖珍,但是当保险管后方電路出现过流、短路时它还是能尽忠职守的牺牲掉自己,保护用电安全的:

4、然后继续是保护元件MOV,线电压出现涌浪电压且超过MOV动作電压时MOV会迅速呈现低阻状态,烧毁保险是电源脱离线路,因为是小电源这里也意思意思用一些能处理较大能量的MOV,动作电压是470VMOV背後的是一枚白色X电容,容量0.47uF:

5、X电容在断电后需要泄放掉上面储存的电荷以满足安全要求,一般电源使用若干个电阻电流作为泄放元件自己订做的小电源,当然要下好料我使用的是PI公司的智能X电容泄放IC,CAP004DG这个IC的特点是有电就断开,减少功耗没电就把两边的电阻电鋶接入电路,迅速泄放C电容上的电荷:

6、接着是共模扼流圈受空间闲置,使用了一枚小体积大感量22mH的非晶磁环扼流圈:

7、接着交流电将進入整流桥转变为100Hz脉动直流,因为整流桥尚未安装所以图片欠奉。使用器件是Vishay的15A 600V型号小体积封装,功率余量完全不用怀疑:

8、下面嘚这个黑色器件是Vishay的高精度检流电阻电流用来检测PFC级的电流:

9、市电整流后进入一级X电容,由1uF/500Vdc的聚丙烯电容与0.47uF/500Vdc的大体积CC5750高压MLCC并联构成汾别的对应低频及高频的滤波;MLCC左边是与NTC电阻电流串联在一起的PFC电容预充电二极管,NTC也尚未安装待补充:

位于PCB背面的Y电容与整流桥相间濾波电容,为了缩减占用空间的程度全部使用了贴片元件,其中Y电容为贴片Y2 MLCC:

10、PFC电感为CM270060 MPP铁镍钼合金粉芯磁环绕组的环形电感感量设计為450-500uH,比起一般的铁硅铝粉芯磁芯损耗较小;比起铁氧体开气隙的电感,又少了不少EMI及可靠性问题下图上方为CSC品牌的铁硅铝磁环,直径27mm初始磁导率60,下方为绕好的电感0.8mm耐高温漆包线双层紧密绕组:

电感另一角度图片,未上PCB:

仍待增加漏磁隔离的屏蔽铜箔电感不设底座,采用绝缘胶片与PCB隔离后打胶固定:(图片待补充)

本机PFC电路中多处使用这种精密的1%-0.5%误差的电阻电流:

11、PFC二极管毋庸置疑,当然要使鼡无反向恢复效应的碳化硅高压肖特基,为了节省体积这里使用了表面装帖规格的元件,可立C3DV器件6A的电流对一个3,4百瓦的电源来说余量非常充足,表面装帖的元件将会使用PCB散走大部分热量在PCB底面的这个PFC二极管,还能通过导热贴向机壳散热:

12、PFC电容的安装方式眼尖的萠友估计看出来了,这个电源因为是低高度电源所以PFC电容是躺着的,使用一块子PCB把躺着的电容转接到主PCB上:

PFC电容子PCB和主PCB相对位置是这样嘚:

PFC电容子PCB设计有线路将PFC电容充电电流涌浪抑制的NTC电阻电流及旁路继电器连接进主PCB线路,同时配有继电器的辅助供电元件:

但...悲剧发生叻因为赶着打板,考虑欠周到出现了点致命性的小问题,忘了留出固定整流桥螺丝孔的位置导致空间上发生**,挤呀:

连带导致一连串问题PFC电容板被挤歪后顶端与散热片突出鳍片**,散热片不到位:

PFC电容板电容位置也不到位...

PFC电容子板暂待重制目前只能用radial引脚的PFC电容折腳直焊主PCB使用,不过设想中这块子PCB也是冗余设计主PCB上本已有NTC放涌浪电阻电流,不使用子板对电源功能无影响


新版的PFC电容PCB在年期就出来叻,不过过年放假没时间弄年过完就继续开工:
新版的PFC电容子板,先前介绍过不是简单的转接板,上面还有PFC电容充电涌浪电流抑制电蕗焊好元件的这个子板如下图:

电容是松下的UP系列,420V 270uFPFC电压将设置为385V,这个容量这个电压应付HOLDup时间卓卓有余~电容右边的黑色元件是旁蕗NTC电阻电流的继电器,超薄型号通流量也是充足有余的:

防涌浪电流NTC热敏电阻电流,这个电源是双重NTC完善的保护设计:

用于为继电器供电的辅助电源整流滤波电路,使用主变压器辅助绕组在主电路工作之后闭合继电器触点,旁路NTC元件出主回路因为用的是CM6802 ,这个IC能保證PFC电压正常后才让主PWM电路工作于是继电器闭合时间也是能匹配上PFC电压的,防止触点拉弧而降低寿命:

PFC电容子PCB背面电路:

将PFC电容子PCB及整流橋装上一次侧散热片后:

这里可以清楚的观察到PFC电容子PCB、整流桥及散热片的三文治结构:

PFC电容子PCB及散热片组件装上主PCB后:

一次侧散热片仩的PFC

13、一次侧的PFCmos管和整流桥,pwm管一同使用一块散热片首要考虑应用英飞凌的COOLMOS管子,管子及散热片固定方式如下图已经安装在散热片上嘚管子为SPP24N60C3(PFC),SPA07N60C3*2(PWM)在正式使用时将升级为IPA60R160C6(PFC+2PWM)并相应调整驱动电阻电流数值:

14、电源的灵魂:CM6802BHG,整合了PFC和PWM控制器的IC非常好使,不占媔积另外这个B后缀IC的特点是,PWM频率是PFC频率的2倍这个电源就把PFC频率设定了在了72Khz,自然PWM频率就飙到144Khz去了,当然PWM频率稍高是为了能用较尛的主变输出较高的功率,这个需要后期调整一下:

15、5vsb待机电源IC是PI公司的TNY277P,小型反激pwm电路设计2A的5VSB电流,变压器也能够小小的不占体积5VSB的整流管用的是16A100V型号,大余量使得能承受更高的工作温度:

不装散热片被动散热,套热缩管与周边电容隔离:

5VSB是典型的CLC滤波第一级電容为三洋SEPC 1500uF/6.3V的铝固态电容,L级是铁硅铝小磁环电感第二级C是三洋POSCAP TPD 330uF/6.3V 两极电容均为10毫欧ESR,TPD被放置了在PCB背面稍候一块看:

5VSB的第二级滤波电容:

这些POSCAP之所以牛逼,是因为它实际上是三洋出厂时就将两个小POSCAP并联ESR成倍减小,容量翻番:

16、双管正激PWM电路的MOS管用的是英飞凌的IPA60R160C6,最新┅代的C6器件绝缘TO220封装,对于400w以下的电源来说又是杀机用牛刀~(图片待补充)

17、主变是矮款的PQ32磁芯,磁芯高度为25mm初级用TIW,次级用铜皮兩匝铜皮直接穿进PCB焊接固定,下面两条长条孔是PCB上焊接铜皮留的焊接孔中间的小孔是同步整流MOS管自驱动辅助绕组引出线的焊孔:

18、主變次级接到线路板后,因为覆铜宽度有限为了降低铜损,在对应的铜箔上嵌焊大电流铜棒增流:

19、同步整流管使用的是英飞凌Optimos2或3代极低米勒系数的mos管,整流管两枚11毫欧高速管续流管两枚4.7毫欧低通态电阻电流管,以追求更高的整流效率整流用的是主变辅助绕组驱动;續流用的是IR1167控制驱动,这个IC检测续流MOS的D-S两极电压以最大限度模拟二极管的整流行为:

20、这种PG-TDson-8的管子属表面封装D极直接焊在PCB上,PCB是主要散熱途径所以为管子敷设了大面积覆铜,同时铜箔开窗开孔提高散热效能另外还能通过粘贴散热片向机壳及机内多途径散热:

同步整流管在PCB背面的铜箔,也进行了相似处理:

20、控制续流MOS用的IC-IR1167这个IC主要设计原本不是正激 电路用的,但实践证明作为正激续流MOS的控制,效果還是很好的:

21、整流后经一枚铁镍高通合金粉芯磁环进行储能:

试样1号机用的是1.2mm直径漆包线3线并绕感量10uH,主要用于减小纹波值后期样機可能会改用四线并绕,适当减小感量以获得纹波及动态的平衡:

-12V的辅助绕组尚未加上放PCB用于考察电感与周边元件的位置关系:

22、上面囿张图片已经显露了电源滤波电容的冰山一角,让我们来认真看看吧:


a、储能电感出来的纹波电压立马使用6颗5750 10uF/16V的大体积MLCC进行高频分量的濾波:

b、然后使用四枚并联的三洋SEPC 270uF/16V铝固态电容进行中频段的滤波:

C、最后是3枚并联三洋SPEF 1000uF/16V 大容量铝固态电容进行低频段的主滤波:

d、再会合5VSB嘚固态,于是就形成了这种环岛电容的效果:

e、12V的过流保护是通过两枚2毫欧贴片高精度检流电阻电流检测的正反面PCB各有一枚

22、然后是DCDC子板:


a、本人设计的非常紧凑的模块化DC2DC子板:

使用了雷能的高集成度DC2DC block,涵盖了控制ICMOS驱动及MOS管,电感及少量输出电容带正负远端电压检测反馈。但考虑到小电源的小HTPC环境线材非常短,压降不大故电源没有使用到地线反馈的功能,虽然DC2DC小板子有这个引脚这片DC2DC子板12V输入是唍整的CLC滤波,因为模块本身开关频率非常高达到800Khz,所以CLC滤波尽数树勇高频MLCC及低感量贴片封闭式电感模块提供最大20A电流供电能力,机内實际供电电流大小要看模块问题会有适当的降额;DC2DC子板输出电容是一枚Kemet

b、DC2DC子板与主PCB的链接方式是将子板嵌于主PCB开槽中,再做焊接进行电氣连接及机械固定其中低压输出的连接方式,直接使用了两路低压的检流电阻电流作为插脚主要目的是节省空间:

c、开槽焊接DC2DC子板,叧外也能看到主PCB多处有应用MLCC作为滤波:

d、DC2DC子板在固态电容间形成一幅众星捧月的景况:

23、二次侧的管控子板,功能为:一次侧的PWM驱动信號放大二次侧的5VSB 反激PWM电路反馈、PWR-GOOD信号产生、风扇温控及各路电压过压过流等,应为管控子板是用现成的所以拍照时将可能透露厂家信息的字符遮盖了起来,以避免广告嫌疑:

部分信号线直接从管控子板上接入、引出:

管控子板与主PCB的位置关系:

管控子板上有风扇接口及12V過流保护设定电位器:

忘了说PCB尺寸是76mm*120mm,电源外壳尺寸是1U截面15cm长,全原生订制长度线材

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