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(huì)說IC廠家都是生產(chǎn)這樣的IC，當(dāng)然這也有原因。每個(gè)電源的開關(guān)頻率會(huì)決定什么？

應(yīng)該從這里去思考原因。還會(huì)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?yàn)閱挝粫r(shí)間開關(guān)次數(shù)增多了。如果頻率減小了會(huì)帶來什么？開關(guān)損耗是減小了，但是我們的儲(chǔ)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(chǔ)能電感要更大了。選取在65K到100K左右就是一個(gè)比較合適的經(jīng)驗(yàn)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。 

本問關(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(gè)會(huì)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(shí)工作在65KHZ,或100KHZ的。（從設(shè)計(jì)角度考量，普遍電源使用這個(gè)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?dòng)斜匾?，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?.5HZ，說這個(gè)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(shí)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

問題三

問題四

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(jí)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(jí)一般放置感量較大，在4MH到10MH附近，只是經(jīng)驗(yàn)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(jí)共模中間。放置Y電容，電容布板時(shí)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(jì)需要與其他方面折中不做詳述。

一些經(jīng)驗(yàn)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(jí)屏蔽，一般設(shè)計(jì)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(gè)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(huì)單獨(dú)講解。

問題六

我們選擇拓?fù)鋾r(shí)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(jì)電源的第一步不知道大家會(huì)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(jì)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(shí)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(shí)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(lì)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(lì)磁，做大功率磁芯體積要求大，當(dāng)然采用2個(gè)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?yàn)槎嘤昧?個(gè)MOS管（雙向勵(lì)磁）和1個(gè)整流管，控制IC也貴，環(huán)路設(shè)計(jì)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(huì)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(huì)錯(cuò)。

全橋：一般用在大于2KW以上，首推移相全橋，特點(diǎn)，雙向勵(lì)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(shí)，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(gè)MOS。這還不是首要的，主要是驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，一般的IC驅(qū)動(dòng)能力都達(dá)不到，要將驅(qū)動(dòng)放大，采用隔離變壓器驅(qū)動(dòng)，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(gè)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(gè)我真沒用過，沒涉及電力電源，很難用到它的時(shí)候。 

問題七

問題八

電源的環(huán)路設(shè)計(jì)，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(jì)一直是一個(gè)難點(diǎn)，為什么這么說，因?yàn)橹饕绊懙囊蛩靥啵碚撚?jì)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(jì)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(dòng)時(shí)，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(huì)影響環(huán)路呢？電路中的零點(diǎn)以及極點(diǎn)。零點(diǎn)一般會(huì)導(dǎo)致增益上升，引起90度相移（右半平面零點(diǎn)會(huì)引起-90度相移）。極點(diǎn)一般會(huì)導(dǎo)致增益下降，引起-90度相移，左半平面極點(diǎn)會(huì)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(shí)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(shí)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(huì)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(gè)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(huì)變化），選取。

3.負(fù)載會(huì)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(huì)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)碾娐罚槍﹄娫喘h(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(huì)采用3型補(bǔ)償很少用。

問題九

 

問題十

問題十一

問題十二

評(píng)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(gè)方面：1.電性能方面干擾小，關(guān)鍵信號(hào)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(yàn)：

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(hào)（例如驅(qū)動(dòng)信號(hào)，采樣信號(hào)，地線是否合理），驅(qū)動(dòng)信號(hào)不要干擾敏感信號(hào)（高頻信號(hào)）；采樣信號(hào)是否采樣準(zhǔn)確，是否會(huì)受到干擾；地線是否拉得合理（有時(shí)需要單點(diǎn)接地，有時(shí)需要多點(diǎn)接地跟實(shí)際需要有關(guān)），主功率地和信號(hào)地嚴(yán)格區(qū)分開，原邊芯片地從采樣電阻取，不要從大電解取（尤其是采樣電阻和大電解地距離遠(yuǎn)時(shí)），VCC的地前級(jí)地回大電解，二級(jí)電容地接芯片，反饋信號(hào)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(hào)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(huì)帶來哪些影響？

電源中的設(shè)計(jì)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**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(huì)考慮，額定電流也會(huì)考慮，導(dǎo)通電阻我們會(huì)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(shí)候才會(huì)去找。導(dǎo)通電阻Rds(on)隨溫度升高其阻值是變大的，設(shè)計(jì)MOS管損耗時(shí)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(huì)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(shí)會(huì)減小，反向恢復(fù)時(shí)間短，不過漏電流大（尤其是考慮到高溫時(shí)漏電流影響就更大了），寄生電感會(huì)引起關(guān)斷尖峰很高

電容一個(gè)重要參數(shù)ESR，在計(jì)算紋波時(shí)通常會(huì)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(shí)壽命會(huì)縮短，低溫時(shí)容量會(huì)減小，漏電流也會(huì)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

問題十五

問題十六

電源中的熱設(shè)計(jì)，散熱器是怎么選擇的？散熱器設(shè)計(jì)需要考慮什么？

散熱器的設(shè)計(jì)是開關(guān)電源的一個(gè)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(jì)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(huì)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

問題十八

問題十九

問題二十

問題二十一

問題二十二

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(gè)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(cuò)誤。項(xiàng)目成功不是做出來，而是賺到少的錢。

舉個(gè)例子：你一年做了三個(gè)項(xiàng)目累死累活，賺了100萬，另一個(gè)人一年就做了一個(gè)項(xiàng)目，比做三個(gè)項(xiàng)目輕松多了，一年賺了1000萬，老板喜歡哪個(gè)？

有的人說項(xiàng)目又不是我們選擇，怎么知道賺不賺錢，但是賺錢項(xiàng)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(jì)差距啊。不是說項(xiàng)目能不能做出來，而是能不能最優(yōu)的做出來，其實(shí)站在研發(fā)角度也就是如何選擇最優(yōu)拓?fù)?，做省方案?/span>