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在我們很多工業及消費類電子產品應用中，使用開關電源系統供電可以減小體積，對于電源的輸出負載主要是繼電器及MCU等簡單的控制系統，追求小體積電源系統簡單可靠在應用中越來越廣泛。特別是物聯網產品的應用，同時開關電源供電系統的集成度已非常高，好的設計和選擇非常重要。為了做到應用時應對系統EMC的要求提供我前期的工作設計案例，該設計方案體積和成本要求嚴格，輸入交流前端的壓敏電阻要求去掉能通過＞2KV的差模浪涌設計最好能通過2．5KV的測試要求，分享給電子設計愛好者參考。

1．小功率電源系統LNK564P的設計原理圖

2．小功率系統LNK564P方案在L，N之間施加差模浪涌測試時在芯片上的耐壓關系

加在芯片VDS上的電壓≈VO≈V1（電容兩端的浪涌電壓）

3．小功率開關電源系統LNK564P測試的浪涌電壓等效路徑圖如下：

RF1＝保險絲／保險絲電阻／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．浪涌的測試原理及波形

5．浪涌的實際波形圖－即其浪涌的頻譜范圍是6．3KHZ－265KHZ。

6．小功率電源LNK564PN電路中器件參數用LCR測試儀的實際測試數據如下：

（1K－100KHZ頻率測試）

注明：保險絲選擇5A／250V ；10UF／400V電解電容為CD263－150℃

7．輸出VO值的理論計算值

VO＝SurgeU1×CRes／（CRes＋2＋RF1＋RL1）

①當系統L，N之間加2KV差模浪涌

VO＝2000×6／（6＋2＋13）＝572V

②當系統L，N之間加2．5KV差模浪涌

VO＝2500×6／（6＋2＋13）＝714．3V

③當系統L，N之間加2．45KV差模浪涌

VO＝2450×6／（6＋2＋13）＝700V

8．結論

在上述的實際器件參數和應用原理圖設計時。系統是可以通過2KV的差模浪涌測試的。當系統的L，N之間的浪涌電壓大于等于2400V的差模浪涌時系統會隨時出現芯片損壞的現象（VO的電壓達到芯片的耐壓700V的極限）。

9．實際的測試數據情況

A．隨機測試10pcs－LNK564P芯片都通過L，N之間差模2KV的浪涌測試

B．將浪涌電壓提高到L，N之間差模2．3KV通過浪涌測試。

C．將其中一個LNK564P的芯片L，N之間差模提高到2．4KV也通過了浪涌測試。

從測試結果來看理論計算和實際測試基本還是比較吻合的。

在實際使用時測試2．5KV有出現損壞的情況。（由此對系統進行了設計分析）

理論和實際情況如下：

在實際器件參數和應用原理圖設計。系統是可以通過2KV的差模浪涌測試的。

當系統的L，N之間的浪涌電壓大于等于2400V的差模浪涌時系統會隨時出現芯片損壞的現象（VO的電壓達到芯片的耐壓700V的極限）。

10．將電路中的電感L1＝2．2mH更改為3．3mH的電感的實際計算情況如下：

輸出VO值的理論計算值

VO＝SurgeU1×CRes／（CRes＋2＋RF1＋RL1）

①當系統L，N之間加2KV差模浪涌

VO＝2000×6／（6＋2＋25）＝364V

②當系統L，N之間加2．5KV差模浪涌

VO＝2500×6／（6＋2＋25）＝455V

③當系統L，N之間加3KV差模浪涌

VO＝3000×6／（6＋2＋25）＝546V

結論：

從上面理論的計算結果說明：

如果將電感更換為3．3mH時提高L，N之間的浪涌電壓時所加在LNK564P的浪涌電壓不會超過芯片的最高承受電壓。可減少芯片在浪涌電壓時的故障率。在實際運用時可選擇3．3mH的相同2．2mH電流的電感進行替換，可以增加系統抗浪涌的能力。