在電源研發(fā)的過程中,，我們總會遇到這樣或者那樣的問題,，這里有大牛多年研發(fā)電源問題及解答，一起學(xué)習(xí)吧,！

話不多說,，直接上題。

問題一
我們小功率用到最多的反激電源,，為什么我們常常選擇 65K 或者 100K（這些頻率段附近）作為開關(guān)頻率,？有哪些原因制約了？或者哪些情況下我們可以增大開關(guān)頻率,？或者減小開關(guān)頻率,？
開關(guān)電源為什么常常選擇 65K 或者 100K 左右范圍作為開關(guān)頻率，有的人會說 IC 廠家都是生產(chǎn)這樣的 IC,，當(dāng)然這也有原因,。每個電源的開關(guān)頻率會決定什么？

應(yīng)該從這里去思考原因,。還會有人說頻率高了 EMC 不好過,，一般來說是這樣，但這不是必然,，EMC 與頻率有關(guān)系,，但不是必然。想象我們的電源開關(guān)頻率提高了,，直接帶來的影響是什么?當(dāng)然是 MOS 開關(guān)損耗增大,，因為單位時間開關(guān)次數(shù)增多了。如果頻率減小了會帶來什么,？開關(guān)損耗是減小了,，但是我們的儲能器件單周期提供的能量就要增多，勢必需要的變壓器磁性要更大,，儲能電感要更大了,。選取在 65K 到 100K 左右就是一個比較合適的經(jīng)驗折中，電源就是在折中合理化折中進(jìn)行。

假如在特殊情形下,，輸入電壓比較低,，開關(guān)損耗已經(jīng)很小了，不在乎這點(diǎn)開關(guān)損耗嗎,，那我們就可以提高開關(guān)頻率,，起到減小磁性器件體積的目的。

本貼關(guān)鍵：如何選擇合適 IC 的開關(guān)頻率,？主流 IC 的開關(guān)頻率為什么是大概是這么一些范圍,？開關(guān)頻率和什么有關(guān)，說的是普遍情況,，不是想鉆牛角尖好多 IC 還有什么不同的頻率,。更多的想發(fā)散大家思維去注意到這些問題！

我這里想說的普遍情況,，主要想提的是開關(guān)頻率和什么有關(guān),，如何去選擇合適開關(guān)頻率，為什么主流 IC 以及開關(guān)頻率是這么多,，注意不是一定,，是普遍情況，讓新手區(qū)理解一般行為,，當(dāng)然開關(guān)電源想怎么做都可以,，要能合理使用。

1,、你是如何知道一般選擇 65 或者 100KHZ,作為開關(guān)電源的開關(guān)頻率的,？（調(diào)研普遍的大廠家主流 IC，這二個會比較多,，當(dāng)然也有一些在這附近,，還有一些是可調(diào)的開關(guān)頻率）

2、又是如何在工作中發(fā)現(xiàn)開關(guān)電源開關(guān)頻率確實工作在 65KHZ,或 100KHZ 的,。（從設(shè)計角度考量,，普遍電源使用這個范圍）

3、有兩張以上的測試 65KHZ100KHZ 頻率的圖片說明嗎,？（何止二張圖片,，毫無意義）

4、你是否知道開關(guān)電源可以工作在 1.5HZ.（你覺得這樣談有必要,，工作沒有什么不可以,，純熟鉆牛角尖，做技術(shù)切記鉆牛角尖,，那你能談?wù)劄槭裁雌毡殡娫床还ぷ髟?1.5HZ,，說這個才有意義,，你做出 1.5HZ 的電源純屬毫無意義的事情）

提醒：做技術(shù)人員切記鉆牛角尖，咱們不是校園研究派,，是需要將理論與實踐現(xiàn)結(jié)合起來,，做出來的產(chǎn)品才是有意義的產(chǎn)品！

問題二
LLC 中為什么我們常在二區(qū)設(shè)計開關(guān)頻率,？一區(qū)和三區(qū)為什么不可以,？有哪些因素制約呢？或者如果選取一區(qū)和三區(qū)作為開關(guān)頻率會有什么后果呢,？
LLC 的原理是利用感性負(fù)載隨開關(guān)頻率的增大而感抗增大,，來進(jìn)行調(diào)節(jié)輸出電壓的，也就是 PFM 調(diào)制,。并且 MOS 管開通損耗 ZVS 比 ZCS 小,，一區(qū)是容性負(fù)載區(qū)，自然不可取,。那么三區(qū),，開關(guān)頻率大于諧振頻率，這個仍是感性負(fù)載區(qū),，按道理 MOS 實現(xiàn) ZVS 沒有問題，確實如此,。但是我們不能忽略副邊的輸出二極管關(guān)斷,。也就是原邊 MOS 管關(guān)斷時，諧振電流并沒有減小到和勵磁電流相等,，實現(xiàn)副邊整流二極管軟關(guān)斷,。這也是我們通常也不選擇三區(qū)的原因。

我們不能只按前人的經(jīng)驗去設(shè)計,，而要知道只所以這樣設(shè)計是有其必然的道理的,！

問題三
當(dāng)我們反激的占空比大于 50%會帶來什么？好的方面有哪些,？不好的方面有哪些,？
反激的占空比大于 50%意味著什么，占空比影響哪些因素?第一:占空比設(shè)計過大,，首先帶來的是匝比增大,，主 MOS 管的應(yīng)力必然提高。一般反激選取 600V 或 650V 以下的 MOS 管,，成本考慮,。占空比過大勢必承受不起。

第二點(diǎn)：很重要的是很多人知道,，需要斜坡補(bǔ)償,，否則環(huán)路震蕩,。不過這也是有條件的，右平面零點(diǎn)的產(chǎn)生需要工作在 CCM 模式下,，如果設(shè)計在 DCM 模式下也就不存在這一問題了,。這也是小功率為什么設(shè)計在 DCM 模式下的其中一個原因。當(dāng)然我們設(shè)計足夠好的環(huán)路補(bǔ)償也能克服這一問題,。

當(dāng)然在特殊情形下也需要將占空比設(shè)計在大于 50%,，單位周期內(nèi)傳遞的能量增加，可以減小開關(guān)頻率,，達(dá)到提升效率的目的,，如果反激為了效率做高，可以考慮這一方法,。

問題四
反激電源如果要做到一定的效率,，需要從哪些方面著手？準(zhǔn)諧振,？同步整流,？
反激的一大劣勢就是效率問題，改善效率有哪些途徑可以思考的呢,？減小損耗是必然的,，損耗的點(diǎn)有開關(guān)管，變壓器,，輸出整流管,，這是主要的三個部分。

開關(guān)管我們知道反激主要是 PWM 調(diào)制的硬開關(guān)居多,，開關(guān)損耗是我們的一大難點(diǎn),，好在軟開關(guān)的出現(xiàn)看到了希望。反激無法向 LLC 那樣做到全諧振,，那只能朝準(zhǔn)諧振去發(fā)展（部分時間段諧振）,，這樣的 IC 也有很多問世，我司用的較多是 NCP1207,，通過在 MOS 管關(guān)斷后,，下一次開通前 1 腳檢測 VCC 電壓過零后，然后在一個設(shè)定時間后開通下一周期,。

變壓器的損耗如何做到最小,，完美使用的變壓器后面問題會涉及到。

同步整流一般在輸出大電流情況下,，副邊整流流二極管,，哪怕用肖特基損耗依然會很大，這時候采用同步整流 MOS 替代肖特基二極管,。有些人會說這樣成本高不如用 LLC,，或者正激呢,，當(dāng)然沒有最好的，只有更合適的,。

問題五
電源的傳導(dǎo)是怎么形成的,？傳導(dǎo)的途徑有哪些？常用的手段,？電源的輻射受哪些東西影響,？怎么做大功率的 EMC。
電源傳導(dǎo)測量方式是通過接收輸入端口 L,N,PE 來自電源內(nèi)部的高頻干擾（一般 150K 到 30M）,。

解決傳導(dǎo)必須弄清楚通過哪些途徑減弱端口接收到的干擾,。

 
如圖：一般有二種模式：L,N 差模成分，以及通過 PE 地回路的共模成分,。有些頻率是差共模均有,。

通過濾波的方式：一般采用二級共模搭配 Y 電容來濾去，選擇的方式技巧也很重要,，布板影響也很大,。一般靠近端口放置低 U 電感，最好是鎳鋅材質(zhì),，專門針對高頻,，繞線方式采用雙線并繞，減少差模成分,。后級一般放置感量較大,，在 4MH 到 10MH 附近，只是經(jīng)驗值,，具體需要與 Y 電容搭配。X 電容濾差模也需要靠近端口,，一般放在二級共模中間,。放置 Y 電容，電容布板時走線需要加粗,，不可外掛,，否則效果很差。（這些只是輸入濾波網(wǎng)絡(luò)上做文章）

當(dāng)然也可以從源頭上下手,，傳導(dǎo)是輻射耦合到線路中的結(jié)果,，減弱了開關(guān)輻射也能對傳導(dǎo)帶來好處。影響輻射的幾處一般有 MOS 管開通速度,，整流管導(dǎo)通關(guān)斷,，變壓器，以及 PFC 電感等等,。這些電路上的設(shè)計需要與其他方面折中不做詳述,。

一些經(jīng)驗技巧：針對大功率的 EMC 一般需要增加屏蔽,，立竿見影，屏蔽的部位一般有幾處選擇：

第一：輸入 EMI 電路與開關(guān)管間屏蔽,，這對 EMC 有很大的作用,，很多靠濾波器無效的采用該方法一般很有效果。

第二：變壓器初次級屏蔽,，一般設(shè)計變壓器若有空間最好加上屏蔽,。

第三：散熱器的位置能很好充當(dāng)屏蔽，合理布板利用,，散熱器接地選擇也很重要,。

第四：判斷輻射源頭位置，一般有幾個簡單的方法,，不一定完全準(zhǔn)確,，可以參考，輸入線套磁環(huán)若對 EMC 有好處,，一般是原邊 MOS 管,，輸出線套磁環(huán)若對 EMC 有效果，一般是副邊輸出整流管,，尤其是大于 100M 的高頻,。可以考慮在輸出加電容或者共模電感,。

當(dāng)然還有很多其他的細(xì)節(jié)技巧,，尤其是布板環(huán)路方面的，后面對 LAYOUT 會單獨(dú)講解,。

問題六
我們選擇拓?fù)鋾r需要考慮哪些方面的因素,？各種拓?fù)涫褂铆h(huán)境及優(yōu)缺點(diǎn)？
設(shè)計電源的第一步不知道大家會想到什么呢?我是這么想,，細(xì)致研究客戶的技術(shù)指標(biāo)要求,，轉(zhuǎn)換為電源的規(guī)格書，與客戶溝通指標(biāo),，不同的指標(biāo)意味著設(shè)計難度和成本,，也是對我提出的問題有很大的影響，選擇拓?fù)鋾r根據(jù)我們的電源指標(biāo)結(jié)合成本來考慮的,，哪常用的幾種拓?fù)涮攸c(diǎn)在哪呢 ,？

這里主要談隔離式，非隔離式應(yīng)用有限,，當(dāng)然也是成本最低的,。

反激特點(diǎn)：適用在小于 150W，理論這么說,，實際大于 75W 就很少用,，不談很特殊的情況,。反激的有點(diǎn)成本低，調(diào)試容易（相對于半橋,，全橋）,，主要是磁芯單向勵磁，功率由局限性,，效率也不高,，主要是硬開關(guān)，漏感大等等原因,。全電壓范圍（85V-264V）效率一般在 80%以下,，單電壓達(dá)到 80%很容易。

正激特點(diǎn)：功率適中,，可做中小功率,，功率一般在 200W 以下，當(dāng)然可以做很大功率,，只是不常常這么做,，原因是正激和反激一樣單向勵磁，做大功率磁芯體積要求大,，當(dāng)然采用 2 個變壓器串并聯(lián)的也有,，注意只談一般情形，不誤導(dǎo)新人,。正激有點(diǎn),，成本適中，當(dāng)然比反激高,，優(yōu)點(diǎn)效率比反激高,，尤其采用有源箝位做原邊吸收，將漏感能量重新利用,。

半橋：目前比較火的是 LLC 諧振半橋,，中小功率，大功率通吃型,。（一般大于 100W 小于 3KW）。特點(diǎn)成本比反激正激高,，因為多用了 1 個 MOS 管（雙向勵磁）和 1 個整流管,，控制 IC 也貴，環(huán)路設(shè)計業(yè)復(fù)雜（一般采用運(yùn)放,，尤其還要做電流環(huán)）,。優(yōu)點(diǎn):采用軟開關(guān)，EMC 好,，效率極高,，比正激高,，我做過 960W LLC,效率可達(dá) 96%以上（全電壓）（當(dāng)然 PFC 是采用無橋方式）。其它半橋我不推薦,，至少我不會去用,，比較老的不對稱橋，很難做到軟開關(guān),，LLC 成熟以前用的多,，現(xiàn)在很少用，至少艾默生等大公司都傾向于 LLC,，跟著主流走一般都不會錯,。

全橋：一般用在大于 2KW 以上，首推移相全橋,，特點(diǎn),，雙向勵磁，MOS 管應(yīng)力小,，比 LLC 應(yīng)力小一半,，大功率尤其輸入電壓較高時，一般用移相全橋,，輸入電壓低用 LLC,。成本特別高，比 LLC 還多用 2 個 MOS,。這還不是首要的,，主要是驅(qū)動復(fù)雜，一般的 IC 驅(qū)動能力都達(dá)不到,，要將驅(qū)動放大,，采用隔離變壓器驅(qū)動，這里才是成本高的另一方面,。

推挽：應(yīng)用在大功率,，尤其是輸入電壓低的大功率場合，特點(diǎn)電壓應(yīng)力高,，當(dāng)然電流應(yīng)力小,，大功率用全橋還是推挽一般看輸入電壓。變壓器多一個繞組,，管子應(yīng)力要求高,，當(dāng)然常提到的磁偏磁也需要克服。這個我真沒用過,，沒涉及電力電源,，很難用到它的時候。

問題七
考慮電源成本時，我們要從哪里下手呢,？
設(shè)計電源,，成本評估必不可少，目前客戶將電源的成本壓得很低,，各大競爭對手無不都在打價格戰(zhàn),，大家都能做出電源來，就看誰做得更便宜,，才能贏得訂單,，從哪些方面入手有利于我們陳本呢：

第一：技術(shù)指標(biāo)。電源技術(shù)指標(biāo)越高,，成本越高,，如果你的電源成本高了，那你可以打你的性能指標(biāo)賣點(diǎn),，多了性能要求,，電路增多了成本自然高。也是和客戶談話的資本,。

第二：物料采購成本,，為什么大公司電源利潤高？無非是他們有著優(yōu)越的采購平臺,，采購量大,，物料成本低，當(dāng)然成本更低,。如果不考慮采購,，作為工程師必須弄清楚不同物料對應(yīng)的成本，比如能用貼片,，少用插件,，（比如插件電阻比貼片成本高），能用國產(chǎn),，不用臺資,，能用臺資不用日系，這里的價格差異不菲,。（比如日系電容比國產(chǎn)電容價格高幾倍不止?。?！當(dāng)然質(zhì)量也有差異,；）

第三：影響成本的重要器件：變壓器，電感,，MOS 管，電容,，光耦,，二極管及其他半導(dǎo)體器件,，IC 等。 不同的變壓器廠家繞出來的變壓器價格差異很大,，MOS 管應(yīng)力,，熱阻選擇夠用就行，IC 方案的成本等等

其它方面導(dǎo)致成本問題：器件散熱器,，大小合適,，多了就是浪費(fèi)錢。PCB 布板,，能用單面板用成雙面板就是浪費(fèi)錢,，PCB 布板工藝，選擇合理的工藝加工成本低,，生產(chǎn)效率高,。

問題八
電源的環(huán)路設(shè)計，電源哪些部分影響電源的環(huán)路,？好的環(huán)路有哪些指標(biāo)決定,？
電源的環(huán)路設(shè)計一直是一個難點(diǎn)，為什么這么說,，因為主要影響的因素太多,，理論計算很難做到準(zhǔn)確，仿真也是基于理想化模型,，在這里只談關(guān)于環(huán)路設(shè)計的一些影響因素,，從定性的角度去理解環(huán)路以及怎么去做環(huán)路補(bǔ)償。

環(huán)路是基于輸入輸出波動時,，需要通過反饋,，環(huán)路相應(yīng)告知控制 IC 去調(diào)節(jié)，維持輸出的穩(wěn)定,。電源環(huán)路一般都是串聯(lián)負(fù)反饋,，有的是電壓串聯(lián)負(fù)反饋（CC 模式下），有的是電流串聯(lián)負(fù)反饋（CV 模式下）,。

那有哪些地方會影響環(huán)路呢,？電路中的零點(diǎn)以及極點(diǎn)。零點(diǎn)一般會導(dǎo)致增益上升,，引起 90 度相移（右半平面零點(diǎn)會引起 -90 度相移）,。極點(diǎn)一般會導(dǎo)致增益下降，引起 -90 度相移,，左半平面極點(diǎn)會引起系統(tǒng)震蕩,。所以我們需要借助零點(diǎn)極點(diǎn)補(bǔ)償手段去合理調(diào)控我們的環(huán)路。對于低頻部分，為了滿足足夠增益一般引入零點(diǎn)補(bǔ)償,，對于高頻干擾一般引入極點(diǎn)補(bǔ)償去抵消,，減少高頻干擾。

環(huán)路穩(wěn)定的原則是：1. 在穿越頻率處（即增益為零 dB 時的頻率）,，系統(tǒng)的相位余量大于 45 度,。

2. 在相位達(dá)到 -180 度時增益的余量大于 -12dB.3. 避免過快的進(jìn)入穿越頻率，在進(jìn)入穿越頻率附近的曲線斜率為 -1.

針對一般反激電路：1. 產(chǎn)生零點(diǎn)的有輸出濾波電容 ：可以使環(huán)路增益上升,。(一般在中頻 4K 左右,，對增益有好處，無需補(bǔ)償）

2. 若工作在 CCM 模式下還會產(chǎn)生右半平面零點(diǎn),。在高頻段,，可采用極點(diǎn)補(bǔ)償。這個一般很難補(bǔ)償,，盡量避免,，讓穿越頻率小于右半平面零點(diǎn)頻率（15K 左右，隨負(fù)載變化會變化）,，選取 3. 負(fù)載會產(chǎn)生低頻極點(diǎn),。采用低頻零點(diǎn)去補(bǔ)償。4.LC 濾波器會產(chǎn)生低頻極點(diǎn),，需要采用零點(diǎn)補(bǔ)償,。在心中要清楚哪些零極點(diǎn)是利是弊，針對性補(bǔ)償,。

補(bǔ)償?shù)碾娐?，針對電源環(huán)路來說比較簡單，一般采用對運(yùn)放采用 2 型補(bǔ)償,，也有的會采用 3 型補(bǔ)償很少用,。

問題九
對各種拓?fù)涞能涢_關(guān)形式有哪些？軟開關(guān)是如何實現(xiàn)的,？
軟開關(guān)目前使用很頻繁,，一來可以提升次效率，二來可以利于 EMC,。很多拓?fù)涠奸_始利用軟開關(guān)了,，就連反激如果為了做高效率也引入了準(zhǔn)諧振來實現(xiàn)軟開關(guān)，這個在前面問題已講過,。LLC 的軟開關(guān)在前面問題也提過實現(xiàn)條件,，具體實現(xiàn)過程沒有細(xì)講。這里就分享下我對軟開關(guān)的理解,。

實現(xiàn)條件及過程：利用軟開關(guān)需要二個元素,，一個是 C 一個是 L 來實現(xiàn)諧振（當(dāng)然也可以多諧振形式）,，諧振會產(chǎn)生正弦波，正弦波就能實現(xiàn)過零,。如果是串聯(lián)諧振屬于電壓諧振,，并聯(lián)諧振屬于電流諧振。

其次軟開關(guān)和硬開關(guān)的差異是：硬開關(guān)過程中電壓電流有重疊,，軟開關(guān)要么電流為零（ZCS）要么電壓為零（ZVS）。MOS 管的軟開關(guān)可以利用結(jié)電容或者并電容,，然后串電感實現(xiàn)串聯(lián) ZVS,，例如準(zhǔn)諧振反激，有源箝位吸收電路,，移向全橋的軟開關(guān),。也有 LC 并聯(lián) ZCS，不過用的很少,，因為 MOS 管 ZVS 的損耗小于 ZCS,。LLC 屬于串并聯(lián)式，不過我們利用的是 ZVS 區(qū),。（在死區(qū)的時候諧振電流過零,，上管軟開通前，先給下管結(jié)電容充電,上管實現(xiàn)軟開通）

問題十
什么樣的變壓器才算是最完美適用的,？變壓器決定了什么,，影響了什么?
設(shè)計變壓器是各種拓?fù)涞暮诵狞c(diǎn)之一，變壓器設(shè)計的好壞,，影響電源的方方面面,，有的無法工作，有的效率不高,，有的 EMC 難做,，有的溫升高，有的極限情況會飽和,，有的安規(guī)過不了,，需要綜合各方面的因素來設(shè)計變壓器。

設(shè)計變壓器從哪里入手呢,？一般來說根據(jù)功率來選擇磁芯大小,，有經(jīng)驗的可參考自己設(shè)計過的，沒經(jīng)驗的只能按照 AP 算法去算,，當(dāng)然還要留有一定的余量,，最后實驗去檢驗設(shè)計的好壞。

一般小功率反激推薦的用的比較多 EE 型,，EF 型,，EI 型,，ER 型，中大功率 PQ 的用的比較多,，這里面也有每個人的習(xí)慣以及不同公司的平臺差異,，功率很大的，沒有適合的磁芯,，可以二個變壓器原邊串副邊并的方式來做,。

不同拓?fù)鋵ψ儔浩鞯囊笠膊灰粯樱热绶醇?，需要考慮的是需要工作在什么模式下,，感量如何調(diào)節(jié)適中。尤其是多路輸出一定要注意負(fù)載調(diào)整率滿足需求,，耦合的效果要好,，比如采用并繞，均勻繞制,，以及副邊匝數(shù)盡可能增多,。MOS 管耐壓決定匝比，怎么選取合適的占空比,，選取多大的 Bmax(一般小于 0.35,，當(dāng)然 0.3 更好，即時短路也不會飽和太嚴(yán)重）有的還需要增加屏蔽來整改 EMC,，原副邊屏蔽一般加 2 層,，外屏蔽 1 層就好。

大功率變壓器一般更多的是關(guān)注損耗,，需要銅損和磁損達(dá)到平衡,，還要考慮到風(fēng)冷自然冷，電流密度多大合適,，功率稍大（大于 150W）的一般電流密度相對取小些（3.5-4.5）,，功率小的（5.0-7.0）。

還要清楚電源過的什么安規(guī),，擋墻是不是足夠,，層間膠帶是否設(shè)置合理也是不可以忽視的，一旦要做認(rèn)證去改變壓器也是影響進(jìn)度的,。

問題十一
我們真的需要到迷戀設(shè)計工具,，依賴仿真的地步嗎？
電源的設(shè)計工具主要用在以下幾個方面：1. 選擇磁芯及設(shè)計變壓器 2. 環(huán)路仿真設(shè)計 3. 主功率拓?fù)浞抡?4. 模擬電路仿真 5. 熱仿真（針對大功率）6. 計算工具（計算書） 等等,。

對于新人來說,，我給的建議少用工具，多計算,，自己把握設(shè)計的過程,，因為工具是人做的,，不同人的設(shè)計習(xí)慣差異，不能用一個固定的設(shè)計模式來設(shè)計不同的電源,。

有些仿真可以與設(shè)計相結(jié)合：比如環(huán)路設(shè)計好后是很難直接滿足設(shè)計需求的,，仿真可以在試驗前很好驗證，但仿真也不是完全和試驗一樣,，至少不會差太遠(yuǎn),。

熟練運(yùn)用 Mathcad 和 Saber 也是必要的，只是很多我們需要弄清原理的層面,，把工具只需要當(dāng)做計算器來使用,，更快速方便更高效來滿足我們設(shè)計就好，想純依賴工具來設(shè)計電源,，無疑是走入極大誤區(qū)。

問題十二
評判一塊電源板 LAYOUT 好壞有哪些地方能一陣見血發(fā)現(xiàn),？
什么樣的 PCB 是一塊好的 PCB,，至少要滿足以下一個方面：1. 電性能方面干擾小，關(guān)鍵信號線及底線走的合理,，各方面性能穩(wěn)定（前提是電路無缺陷）,。2. 利于 EMC，輻射低,，環(huán)路走的合理,。3. 滿足安規(guī)，安規(guī)距離滿足要求,。4. 滿足工藝,，量產(chǎn)可生產(chǎn)性，以及減小生產(chǎn)成本,。5. 美觀,，布局規(guī)則有序（器件不東倒西歪），走線漂亮美觀,，不七彎八繞的,。

如何才能做到以上幾點(diǎn)，分享我的布板經(jīng)驗：

1. 布局前,，了解清楚電源的規(guī)格書,，電源的規(guī)格，有無特殊要求,，以及要過的安規(guī)標(biāo)準(zhǔn),。

結(jié)構(gòu)輸入條件是不是準(zhǔn)確，以及風(fēng)道的確認(rèn),，輸入輸出端口的確認(rèn),，以及主功率流向,。

工藝路線選取，根據(jù)器件的密度,，以及有無特殊器件,，選擇相對應(yīng)工藝路線。

2. 布局中,，注意合理的布局,，保證四大環(huán)路盡可能小，提前預(yù)判后續(xù)走線是否好走,。變壓器的擺放基本決定了整體的布局,，一定要慎重，放到最佳位置,。EMI 部分的布局流向清晰,，與其它主功率部分有清晰的隔離帶。減少受到主功率開關(guān)器件的干擾,。各吸收回路的面積盡可能小,，散熱器的長度以及位置要合理，不擋風(fēng)道,。

3. 走線部分,，輸入 EMI 電路的走線是否滿足安規(guī)，原副邊距離,，輸入輸出對大地的距離都要滿足安規(guī),。走線的粗細(xì)是否滿足足夠的電流大小，關(guān)鍵信號（例如驅(qū)動信號,，采樣信號,，地線是否合理），驅(qū)動信號不要干擾敏感信號（高頻信號）,；采樣信號是否采樣準(zhǔn)確,，是否會受到干擾；地線是否拉得合理（有時需要單點(diǎn)接地,，有時需要多點(diǎn)接地跟實際需要有關(guān)）,，主功率地和信號地嚴(yán)格區(qū)分開，原邊芯片地從采樣電阻取,，不要從大電解?。ㄓ绕涫遣蓸与娮韬痛箅娊獾鼐嚯x遠(yuǎn)時），VCC 的地前級地回大電解,，二級電容地接芯片,，反饋信號也單點(diǎn)接 IC，地單點(diǎn)接 IC,。散熱器的地必須接主功率地,，不能接信號地等等很多的細(xì)節(jié)要求,。

問題十三
電源的元器件你懂多少？MOS 管結(jié)電容多大,，對哪些有影響,？RDS 跟溫度是什么關(guān)系？肖特基反向恢復(fù)電流影響什么,？電容的 ESR 會帶來哪些影響,？
電源中的設(shè)計的器件類型很多，主要有半導(dǎo)體器件如：MOS 管,，三極管,，IC，運(yùn)放,，二極管,，光耦等；磁性器件：電感,，變壓器,，磁珠等；電容：Y 電容,，X 電容，瓷片電容,，電解電容,，貼片電容等；每種器件都有其規(guī)格,，極限參數(shù),。

常 規(guī)的參數(shù)在我們選型很容易把握，例如選取 MOS 管,，耐壓參數(shù)肯定會考慮,，額定電流也會考慮，導(dǎo)通電阻我們會考慮,，但還有一些寄生參數(shù)以及一些隨溫度變化特 性的參數(shù)卻很少去注意,，或者只有在發(fā)現(xiàn)問題的時候才會去找。導(dǎo)通電阻 Rds(on)隨溫度升高其阻值是變大的,，設(shè)計 MOS 管損耗時要考慮到其工作的環(huán)境溫 度,。結(jié)電容影響到我們的開通損耗，也會影響到 EMC,。

肖特基二極管耐壓,，額定電流一般很好注意，有些參數(shù)例如導(dǎo)通壓降在溫度升高時會減小,，反向恢復(fù)時間短,，不過漏電流大（尤其是考慮到高溫時漏電流影響就更大了）,，寄生電感會引起關(guān)斷尖峰很高。

電容一個重要參數(shù) ESR,，在計算紋波時通常會考慮,，ESR 一般與 C 的關(guān)聯(lián)是很大的，不過不同廠家的品質(zhì)因素影響也是很巨大,，一定要具體分清楚,。

一般估算公司可參考：ESR=10/（C 的 0.73 次方），電容在高溫時壽命會縮短,，低溫時容量會減小,，漏電流也會增加等等；

當(dāng)然器件在特殊情形表現(xiàn)出來的特性差異是值得我們思考的問題,，請大家多多思量,，對于我們解決特殊情況下的問題非常有幫助。

問題十四
你對磁性材料了解多少,，磁環(huán)和磁芯有哪些差異,？低磁環(huán)和高磁環(huán)用在什么情況？
磁 性器件對開關(guān)電源的重要性不言而喻,，可以說是電源的心臟部位,。 磁性材料的種類也繁多，常用來做變壓器的一般是鐵氧體材料,，主要是價格便宜,，開關(guān)頻率最大 能做到 1000K，夠一般情況下使用了,。鐵氧體磁芯既可以做主變壓器也可以做電感,，如 PFC 電感（一般鐵硅鋁材質(zhì)居多，性價比高）,，儲能電感也可以,。當(dāng)然 在要求高的情況下，尤其是大功率一般用磁環(huán),，主要是感量可以做大,，不易飽和，相對鐵氧體磁芯來說,，不過缺點(diǎn)是價格貴,，尤其是大電流，繞制工藝較困難,。磁環(huán) 也分高 U 值和低 U 值,，主要也是磁環(huán)的材料不同照成，高 U 環(huán)磁環(huán)外觀是綠色，一般 EMI 電路的共模電感選用,，感量會相對較大濾低頻,，顏色偏灰的是低 U 環(huán)，感 量很低,，濾高頻,。一般為了 EMC 都是搭配使用效果一般都比較好！

問題十五
電源損耗是怎么分布的,？MOS 管損耗,？變壓器損耗？變壓器除了直流損耗,，還有交流損耗怎么算的,？
電源損耗一般集中在以下一些方面：1.MOS 管的開通損耗及導(dǎo)通損耗。2. 變壓器的銅損和鐵損,；3. 副邊整流管的損耗,；4. 橋式整流的損耗。5. 采樣電阻損耗,；6. 吸收電路的損耗,；7. 其它損耗：PFC 電感損耗，LLC 的諧振電感損耗,，同步整流的 MOS 管損耗,。等等。,。,。

針對這些損耗，適當(dāng)?shù)臏p小可以提升效率,。1. 針對 MOS 管可選用開關(guān)速度快的，導(dǎo)通電阻低的,，電路上課采用軟開關(guān),。2. 針對變壓器：選擇合適大小的磁芯，磁 芯太小損耗會大,，很難做到銅損和鐵損平衡,。尤其是銅損不僅有直流損耗還有交流損耗，交流損耗一般比直流損耗還大 2 倍,，因為銅線在高頻下的交流阻抗比直流阻 抗大的多,，計算時一定要充分估算進(jìn)去。

問題十六
電源中的熱設(shè)計,，散熱器是怎么選擇的,？散熱器設(shè)計需要考慮什么？
散熱器的設(shè)計是開關(guān)電源的一個重點(diǎn)，散熱器主要是針對我們的發(fā)熱器件溫升過高,，需要采用散熱器來降低熱阻來達(dá)到降低溫升的作用,！

主要發(fā)熱器件：整流橋，MOS 管,，整流二極管,，變壓器，電感等等,。

散熱器的大小選擇一般根據(jù)損耗的功率,，需要的溫升來計算熱阻，根據(jù)熱阻來選擇相應(yīng)面積的散熱器 ,。

當(dāng)然也需要一些輔助的方式,，比如在器件和散熱片間涂散熱膏，有會有些效果,。比較小的空間可采用型材散熱,，體積小，散熱面積大,。

特殊器件有特殊的處理：如變壓器可將變壓器底下的 PCB 板挖空散熱,，也可以在變壓器上用導(dǎo)熱泥貼散熱片的方式。電感也可以加銅環(huán)散熱等等,。,。。

問題十七
LLC 的輸出濾波電容怎么決定的,？受哪些因素影響,？
輸 出濾波電容對輸出紋波至關(guān)重要，選擇合適的濾波電容需要從成本及紋波需求考慮,，當(dāng)然對每種拓?fù)錇V波電容的選取都是按照輸出紋波需求,，紋波電流所對應(yīng)的 ESR 值來選取對應(yīng)的電容，當(dāng)然電容的容量與 ESR 的關(guān)系跟電容的品質(zhì)也有著很重要的關(guān)系,，之前已經(jīng)討論過其關(guān)系式,。紋波電壓時我們的需求，一般按照 50mv 的需求的話,，設(shè)計留有余量一般選擇 10mv,。（考慮到 PCB 板濾波效果，電容低溫容值降低）,，紋波電流計算式如下：

問題十八
移相全橋的驅(qū)動是什么實現(xiàn)的,？何為移相？移相帶來什么,？
移相全橋目前在中大功率使用中,，也是用的很火,，受歡迎程度僅次于 LLC 諧振半橋。之前已經(jīng)比較過不同拓?fù)涞氖褂们闆r,，這里就專門介紹下移相全橋的特點(diǎn),。

移相全橋特點(diǎn)一：驅(qū)動比較復(fù)雜，導(dǎo)致控制電路復(fù)雜,，成本很高,，原因是移相全橋一般有 4 個 MOS，對驅(qū)動能力要求很高,，一般 IC 很難做到,，需要對驅(qū)動能力通過外置 MOS 管放大使用，又為了加強(qiáng)可靠性一般采用隔離變壓器來驅(qū)動 MOS 管,。

移 相全橋特點(diǎn)二：移相,，為什么要移相，移相帶來什么,，跟普通全橋有什么區(qū)別,。移相針對的是同一組的 MOS 管，讓 2 個 MOS 管依次導(dǎo)通,，可以降低開關(guān)損耗,。超 前臂橋?qū)崿F(xiàn) ZVS 同時，副邊處于續(xù)流,，原邊電流被二極管分擔(dān),，MOS 管電流也很小，近似零電流導(dǎo)通,，滯后臂橋可以零電壓導(dǎo)通,。

移相全橋特點(diǎn)三：工作過程復(fù)雜，二個輸出功率狀態(tài)（靠原邊提供能量）,，二個續(xù)流狀態(tài)（靠副邊電感及電容提供供能量）,，四個死區(qū)（來分別實現(xiàn)每個 MOS 管軟開通 I）

只是為了給新手了解移相全橋，作為開關(guān)電源比較重要的拓?fù)湟徊糠?，它的重點(diǎn)和難點(diǎn)在哪里,。

問題十九
大功率若追求效率，無橋 PFC 是怎么實現(xiàn)的,？原理是什么？
很 多人都聽說過無橋 PFC,，不過真正使用起來并不很常見,，原因是無橋 PFC 相比普通有橋 PFC 效率上固然有提升，一般也就在 1-2%,，若不是追求高效,，一般 都不會使用，成本太高。根據(jù)無橋 PFC 的特點(diǎn),，其實整流橋并沒有真正省去不用,，只是當(dāng)做交流輸入正負(fù)半軸的隔離使用，簡單來說相當(dāng)于普通二個 PFC,，交流 正負(fù)半軸各一個,，相應(yīng)的 PFC 電感也會增加一個，MOS 管也會增加一個,，驅(qū)動 IC 也會復(fù)雜一些,，對于大功率為了做高效，檢測電阻用變壓器繞組來做,，可以減 小損耗,。之前接觸過一個 960W 用無橋 PFC+LLC 效率達(dá)到 96.5%，不過最終因為客戶要求輸入電壓交流和直流都能滿足,，這時候無橋 PFC 就不能在直 流下發(fā)揮很好的作用就否決了,。

問題二十
電力電源中為什么用到三相電?三相三電平是怎么實現(xiàn)，三電平帶來了什么,？
三相電在電力電源中使用比較多,，一般在大功率 1KW 以上或者上萬 W 的場合。三相電一般采用三相四線,，其中一根是零線,，四根線相當(dāng)于能夠傳輸普通二相電三倍的功率，傳輸功率更大是其最大優(yōu)勢,；其次三相電易于產(chǎn)生,，目前最常見的三相異步電機(jī)，能簡單方便產(chǎn)生,。

三 相三電平是怎么回事呢,，因為三相電不能直接給某些用電設(shè)備供電，需要轉(zhuǎn)變成普通的二相電,。一般過程,，采用三相 PFC 轉(zhuǎn)換為直流電，直流電然后逆變成二相交 流電,。這里面就牽涉到三電平技術(shù),，三相電 PFC 整流出來不是普通正負(fù) DC，而是三電平,，也就是正 DC,零,，負(fù) DC。從這里也可以看出來采用三電平器件的應(yīng) 力降低,，諧波含量低,，開關(guān)管損耗也低,，這樣在高壓大功率場合優(yōu)勢就非常突出了。

問題二十一
電源中有很多保護(hù)電路,，你最多能說幾種保護(hù),？怎么去實現(xiàn)？
電源的可靠性離不開保護(hù)電路,，通常有哪些保護(hù)電路呢,？

1. 輸入欠壓過壓很常用，對交流信號采樣,。

2. 輸出過壓保護(hù),，一旦電源開關(guān)能鎖機(jī)對電源可靠性也有幫助。

3. 過流保護(hù),，有的是采用恒流做過流,，有的采用限功率來做過流，當(dāng)然也可以鎖機(jī)來做,，目的一個可靠性,，方法很多種。最可靠的保護(hù)一定是鎖死而不是打嗝,！

4. 過溫保護(hù),，采用熱敏對變壓器或者是環(huán)境溫度等方式檢測，來反饋給到 IC 鎖機(jī)或者打嗝,。

5. 短路保護(hù),，短路可以打嗝，同樣也可以鎖機(jī),。

這些是一般電源常用的,，有的可以說是必備的保護(hù)電路。所以看好規(guī)格書選擇合適的 IC 來做保護(hù)功能更方便的保護(hù)電路,。我用過一款 LD7522 做反激,，這些功能就能很好，可以簡單全部的做出來,。

問題二十二
一般的 LDO 和高 PSRR 的 LDO 有甚么分別,？
這個問題問得非常典型，其實一般的 LDO 是起到穩(wěn)定電壓的作用,，它對溫波造成的控制抑制基本集中在 10K 以下,，在典型的 LDO 數(shù)據(jù)手冊里面，在 10K 或是 100K 以下的 PSR 通常是在 40DB 以下,，因為此時的 LDO 誤差放大器基本上已經(jīng)失去了放大能力,。對于實際的需求來說，很多 DCDC 電源它的溫波頻率是在幾百 K 甚至上兆,，如果是一個普通的 LDO,，對于這樣的噪聲抑制沒有任何能力，它只對聲頻范圍有抑制能力,，對于需要射頻應(yīng)用的場合,，LDO 通常是無能為力的，而高 PSR 的 LDO 則能提供這方面的抑制,，所以這也是一個根本上的完全不同的區(qū)別,。

問題二十三
搞電源不懂市場？你搞的電源何去何從,？開發(fā)出了沒用,？替老板賺到錢才有用。
終于到了最后一個問題,，電源市場問題一般工程師可能關(guān)注的少,，注重研發(fā)是錯誤。項目成功不是做出來,，而是賺到少的錢,。
舉個例子：你一年做了三個項目累死累活，賺了 100 萬,，另一個人一年就做了一個項目,，比做三個項目輕松多了，一年賺了 1000 萬,，老板喜歡哪個,？

有的人說項目又不是我們選擇，怎么知道賺不賺錢,，但是賺錢項目的特點(diǎn)我們要熟悉啊,，什么樣的電源市場上比較火啊，你清楚嗎,？按照自己公司現(xiàn)有的模式來開發(fā),， 有沒有和大公司的設(shè)計差距啊。不是說項目能不能做出來,，而是能不能最優(yōu)的做出來,，其實站在研發(fā)角度也就是如何選擇最優(yōu)拓?fù)洌鍪》桨浮?/p>