針對開關電源很多人覺得很難，其實不然。設計一款開關電源并不難，難就難在做精，等你真正入門了，積累一定的經(jīng)驗，再采用分立的結構進行設計就簡單多了。萬事開頭難，筆者在這就拋磚引玉，慢慢講解如何一步一步設計開關電源。

開關電源設計的第一步就是看規(guī)格，具體的很多人都有接觸過，今天我給大家簡單講下設計一款寬范圍輸入的，常規(guī)隔離開關電源的設計思路。

1.首先確定功率，根據(jù)具體要求來選擇相應的拓撲結構

這樣的一個開關電源多選擇反激式（flyback）基本上可以滿足要求。在這里我會更多的選擇是經(jīng)驗公式來計算，有需要分析的，可以拿出來再討論。

2.選擇相應的PWMIC和MOS來進行初步的電路原理圖設計

當我們確定用flyback拓撲進行設計以后，我們需要選擇相應的PWMIC和MOS來進行初步的電路原理圖設計（sch）。無論是選擇采用分立式的還是集成的都可以自己考慮。對里面的計算我還會進行分解。

分立式：PWMIC與MOS是分開的，這種優(yōu)點是功率可以自由搭配，缺點是設計和調(diào)試的周期會變長（僅從設計角度來說）；集成式：就是將PWMIC與MOS集成在一個封裝里，省去設計者很多的計算和調(diào)試分步，適合于剛入門或快速開發(fā)的環(huán)境。

3.做原理圖

確定所選擇的芯片以后，開始做原理圖（sch）。

設計前最好都先看一下相應的datasheet，確認一下簡單的參數(shù)。無論是選用PI的集成，或384x或OBLD等分立的都需要參考一下datasheet。一般datasheet里都會附有簡單的電路原理圖，這些原理圖是我們的設計依據(jù)。

4.確定相應的參數(shù)

當我們將原理圖完成以后，需要確定相應的參數(shù)才能進入下一步PCBLayout。當然不同的公司不同的流程，我們需要遵守相應的流程，養(yǎng)成一個良好的設計習慣，這一步可能會有初步評估，原理圖確認，等等，簽核完畢后就可以進行計算了。

開關電源原理圖

5.確定開關頻率，選擇磁芯確定變壓器

芯片的頻率可以通過外部的RC來設定，工作頻率就等于開關頻率，這個外設的功能有利于我們更好的設計開關電源，也可以采取外同步功能。

一般AC2DC的變換器，工作頻率不宜設超過100kHz，主要是開關電源的頻率過高以后，不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性，更不利于EMC的通過性。頻率太高，相應的di/dtdv/dt都會增加，除PI132kHz的工作頻率之外，大家可以多參考其它家的芯片，就會總結自己的經(jīng)驗出來。

對于磁芯的選擇，是在開關頻率和功率的基礎，更多的是經(jīng)驗選取。當然計算的話，你需要得到更多的磁芯參數(shù)，包括磁材，居里溫度，頻率特性等等，這個是需要慢慢建立的。

6.設計變壓器進行計算

我們根據(jù)輸入/輸出、開關頻率，所選磁芯已知參數(shù)，同時設置好效率、最大占空比、磁感應強度變化等參數(shù)，就可以進入下一步計算，得出功率、平均及峰值電壓電流、匝數(shù)和電感量。在這里輸入峰值電流，大約是輸入平均電流的4倍，這是個經(jīng)驗，也可以根據(jù)下圖來推導，很簡單的。

峰值電流與平均電流的關系

確認匝數(shù)以后，直接確定漆包線的粗細，不需要去進行復雜的計算。

線徑與常規(guī)電阻一樣，都是有定值的，記住幾種常用的定值線徑。這里，原邊電流比較小，可以直接選用φ0.25一股。輔助繞組φ0.25一股。主輸出繞組φ0.4或0.5三股，不用選擇更粗的，否則繞制起來，漆包線的硬度會使操作工人很難繞。

很多這一步“計算”過了以后，還會返回計算以驗證變壓器的窗口面積。個人認為返回驗證是多余的，因為繞制不下的話，打樣的變壓器廠也會反饋給你，而你驗證通過的，在實際中也不一定會通過；畢竟與實際繞制過程中的熟練度，及稀疏還是有很大關系的。

再下一步，需要確定輸入輸出的電容的大小，就可以進行布局和布板了。

7.輸入輸出電解電容計算

這里按照上步計算的輸入功率、輸出電流等，最終確定電解電容的規(guī)格，根據(jù)應用環(huán)境選取頻率和阻抗，電容Cin理論選值越大，對后級越好，但從成本考慮不會無限制選取大容量。

基本上到這里，PCB上需要外形確定的器件已經(jīng)完成，即PCB封裝完成；下一步就可通過前面的原理圖（SCH）定義好器件封裝。

8.PCBLayout

上面已經(jīng)確定變壓器，原理圖，以及電解電容，其它的基本上都是標準件了。

由sch生成網(wǎng)絡表，在PCBfile里定義好板邊然后加載相應的封裝庫以后，可以直接導入網(wǎng)絡表，進行布局；因為這個板相對比較簡單，也可以直接布板，導入網(wǎng)絡表是一個非常好的設計習慣。

PCBlayout重點不是怎么連線，最重要的是如何布局；一般來說布局OK的話，畫板就輕松多了。

在布局與布板方面：

1）RCD吸收部分與變壓器形成的環(huán)面積盡量??；這樣可以減小相應的輻射和傳導。

2）地線盡量的短和寬大，保證相應的零電平有利于基準的穩(wěn)定；同時VIPER53DIP這顆DIP-8的芯片散熱的重要通道。

3）在di/dtdv/dt變化比較大的地方，盡量減小環(huán)路和加寬走線，降低不必要的電感特性。

附上相應的圖，N久之前的版本，可以改進的地方很多，各位自行參考：目前這一塊板仍一直在生產(chǎn)。

PCB布局圖

9.確定部分參數(shù)

我們前幾步已經(jīng)計算了變壓器，PCBLayout完成以后，此時就可以確定變壓器的同名端，完整的定義變壓器，并發(fā)出去打樣或自己繞制。

10.調(diào)試過程

到以上部分，基本上一個電源算是設計完成，后面的就是焊板調(diào)試過程。

調(diào)試所需要的簡單設備（必需的）：調(diào)壓器，示波器，萬用表；輔助設備：功率計，LCR電橋，電子負載

焊完板以后，進行靜態(tài)檢查，如果有LCR電橋的話，可以先測一下變壓器同名端，電感量等參數(shù)以后再焊接。

靜態(tài)檢查：主要看有沒有虛焊，連錫等；靜態(tài)測試以后，可以用萬用表測一下輸入，輸出是否處于短路狀態(tài)；剩下就可以進行加電測試了。

電子元器件安裝完成

其實開關電源入門很簡單，最好的入門是選用單片的，畢竟省去了啟動電阻，電流檢測電阻，MOS及驅(qū)動，保護電路等各種不確定因素的問題。等你真正入門了，積累一定的經(jīng)驗，再采用分立的結構進行設計就簡單多了，凡事先易后難才有進步。

開關電源是一切電子設備的心臟，哪里有電器哪里就有“開關電源”，在硬件行業(yè)中有著非常重要的地位。

在研制高效開關電源，小功率一般用準諧振，中功率用半橋LLC，大功率用全橋LLC或移相全橋。不難看出LLC諧振是電源技術的超級明星，是電源工程師們必須掌握的技能之一，然而此技術仍然只掌握在少數(shù)電源工程師手上，是很多工程師心中難以跨越的神山，一次次的接近又一次次的失敗，最終從入門到放棄。

LLC諧振技術的學習渠道和資料相當有限，市場沒有完整教學書籍、視頻教程，網(wǎng)上的學習資源也很有限。目前，LLC諧振也是很多電源工程師難以完全掌握的一門技術。

為幫助廣大電子學員及電源工程師們解決學習LLC諧振技術困難，電子發(fā)燒友學院與張飛老師歷時規(guī)劃3個月，聯(lián)合傾心打造《60+小時深度講解半橋串聯(lián)諧振軟開關LLC開關電源設計》視頻教程，希望這套課程能幫助您突破技術瓶頸。

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