一个开关电源工程师的设计笔记日志，第五部分成本核算与总结

一个开关电源工程师的设计笔记日志，第五部分成本核算与总结看到这里相信你已经掌握了一定的开关电源的设计能力与技巧。

那么问题来了。

最初我们选择PI的方案到底是正确的还是错误的呢？到底有没有竞争优势？
首先我会给大家分析一下成本。

首先我需要声明的是，PSR（原边负反馈）与次级光耦，或者磁耦合负反馈方案的分析完全不
同。

这里暂不讨论PSR电路
一个开关电源工程师的设计笔记日志，第五部分 <wbr>成本核算与总结
苹果Ipad 原装充电器5V 2A A1357 使用的就是PSR 原边负反馈电路。

这种电路产量大，成本
低，但是缺点也很明显，犹豫不是直接反馈，所以负载调整率很差。

并不能算做严谨方案。

不过iw1691方案，千万别小瞧这货，居然是QR，准谐振的方案，苹果的议价能力非同一般啊。

PI磁耦合方案和光耦隔离方案成本比较分析
说会正题，依然是那个标准的PI参考设计der471
首先是左侧的，共模电感，保险丝，NTC，共模电感，x2电容，整流桥堆。

这部分电路的成本
基本是固定的，用谁家的都不会差太多，但是PI innoswitch的方案是把共模补偿故意通过芯片抖
动偏向于高频的，所以实际体积都要比常见的低频补偿用共模电感方案要小，成本要低，包括
x2电容的容量也会小一些。

但是这些带来的最大成本下降并不从bom表上体现，而是从整体设
计缩小以后带来的总和成本下降来体现的。

第二部分是C2 C3 还有L2
L3组成的滤波电路。

这部分的成本也是固定的，如果你想做宽压设计的方案，电容容量必须满足1W/2uf的要求，很多设计者拿单电压195V~265V的系统来比较成本，这里也会很吃亏的。

毕竟代价不同。

第三部分是RCD钳位电路。

这里大家的成本也是差不多的
第四部分，变压器成本，这部分看你的设计要求，我用的RM形状的磁芯，价格++ 我用的宽温的P47磁粉的磁芯
价格++我用的飞线设计价格++ 我用的变压器包底设计价格++如果你想要成本低，那就不要节约PCB面积，可以选择EE磁芯，能过安规的骨架，普通的低成本PC40的磁芯。

价格就下来了。

这之间可以相差3元左右。

但是代价就是你可能需要更大的外壳。

PS：如果是单电源195VAC~265VAC方案的话，依然变压器的成本会大幅下降。

第五部分，输出滤波电容。

这个是超低ESR方案。

价格不便宜，就看你和供应商的议价能力了，贵的可以卖你1块多，便宜的就差的大了，国产可以无下限，就看你敢不敢用。

这是一个持久和供应商博弈的过程，整个现代开关电源的超低稳波输出，都是仰仗着这类超低ESR电容的帮助才完成的。

所以大家的成本其实是一样的。

以上所有的内容，都是普通开关电源会遇到的，PI方案也会遇到，所以实际成本都是差不多的。

之后就是PI方案和普通方案不同的地方
（inn2125K芯片+同步整流MOS）VS（其他方案PWM控制器例如iw1780+光耦+高压开关MOS+散热片+同步整流控制器+同步整流MOS）但是这部分的差距大家都不大，依然是看你如何和供应商议价了
PI的方案的BOM表元器件数量低，所以在贴片，组装，方面有价格优势，还有就是PCB板面积小，对总合成本是有显著帮助的。

这就是PI方案与其它家最大的不同的地方。

因为对于flyback电路而言，其他都是一样的组成。

完全是靠长期博弈来降成本的。

innoswitch的方案是相对要贵一些的，肯定是不能和那些放弃同步整流，放弃光耦负反馈的PSR 方案比较的。

但是如果你又要实现这些功能，那就成本相差无几了
为什么关注苹果，三星，华为，小米。

原因很简单，他们事实上是小功率开关电源最大的采购商。

它们有足够的体量和供应商去议价。

苹果甚至让高傲的英飞凌地下了头，吐出了最好的方案。

生产成本的估算
这一条是只有那些有大规模量产经验的朋友才会去想到的问题。

今天我就来和大家谈谈我淌水后的经验
首先绘制PCB的时候，我们就要考虑清楚几个问题
第一，单层板还是双层板？
第二，是全直插还是直插加贴片？
第三，工厂是否支持红胶工艺？
转换成实际问题，就是种主流的设计生产方案
方案一
全直插件，单面板
方案一成本分析
手工插接，过一次波峰焊
最早的电源都是这么设计的，毕竟那个时候，波峰焊和回流焊其实都还不普及，人家是用的最传统的锡锅。

（暴露年龄啦）
全插件+单面纸质PCB版，几乎就是过去那个时代的一个时代应记，现在已经用的很少了。

方案二
贴片+插件，贴片和插件一个面。

方案二成本分析
先过一次回流焊，再过一次波峰焊
一个开关电源工程师的设计笔记日志，第五部分成本核算与总结
一个开关电源工程师的设计笔记日志，第五部分成本核算与总结
一台回流焊+一台波峰焊，其实是许多公司生产流水线的标配，所以这种方案设计的电源也是最容易被生产出来的产品
方案三
贴片+插件，贴片在底面，插件在顶面
方案三成本分析
先做回流焊，焊接贴片元器件。

然后制作治具，遮挡贴片元器件。

最后再拜访插接件，过波峰焊。

这样的话成本就是
波峰焊+回流焊+治具成本
图片中就是所谓的治具，通过一块特殊的挡板，把贴片元器件挡住，只让直插件的引脚露出，
然后才能进行波峰焊接。

但是前提条件是贴片元器件和直插件的距离足够的远，而且这块治具的成本并不低。

但是实际上，由于现代电源对体积的要求都很紧凑，于是就无法让贴片元器件和直插元器件的引脚保留足够的治具隔离空间。

于是常见的做法是通过红胶，先把贴片元器件黏在线路板反面，然后摆放插件，最后统一过波峰焊。

这样的话成本就是
红胶成本+波峰焊
一个开关电源工程师的设计笔记日志，第五部分成本核算与总结
之所以这样做的原因是因为便宜。

当然前提条件是你们工厂有红胶机这么一台设备。

方案三也是现代电源制作，最常用的生产方案。

当然例如我们公司就没有红胶机，所以我就选择了方案二，就是一遍回流焊+一遍波峰焊，方案二相对于方案三，由于贴片元器件和直插元器件都在一个安装面上，所以就会特别占PCB面积，这样也就间接对电源工程师的布板能力提出了要求。

PS：方案三还有一种更扣的办法，就是制作单面板。

其他都不变。

优点是可以节约一点PCB的单价。

但是缺点是布线更加困难了。

之前我们分析的那款PCB就是这样做的，当然大家应该也注意到了，这块板子是需要飞线的，飞线其实也是一个定制件，而且不方便用机器插接，所以建议大家还是直接用双面板就是了。

毕竟现在双面板的成本并不高很多了。

方案四
两面贴片+直插件
方案四绝对是土豪方案啊。

不在乎成本的设计可以考虑这样制作
方案四成本分析
方案四的成本主要是在方案三或者方案二的基础上多了一次热回流焊。

方案五
两面贴片方案。

这个方案用的人很少，原因也很简单，因为之前就已经提到了，开关电源寸土寸金的地方，贴片电容的占用面积要远大于直插件，而且不容易买。

还不能使用插件引脚的过孔实现上下板层的连接。

所以会凭空多出很多过孔的。

当然这样的方案也有它的好处，那就是产品的可靠性高。

因为全贴片是有机会完全摆脱人工的一种生产手段。

方案五成本分析
两次回流焊+贴片元器件的价格增益
这就是现代电源最常用的五种方案了。

方案一二三都是现在很常见的设计方案。

具体如何决
策，就看你和工厂之间的协调了。

贴片电容的底座占空间非常厉害。

最后我还要补几个会严重影响成本的部分。

定制电感对成本的影响
共模电感是开关电源必不可少的EMC器件，但是这个共模电感是否拥有底座，却会直接对你的生产成本造成影响，问题就出在了这个底座上面，如果没有底座就一定是工人手工插件了。

而且由于引脚的角度不一定是直的，所以可能要插好几次才能插进去，严重影响生产进度和生产成本。

但如果是wruth这类大公司生产的标准件，是有可能实现机插的。

这个成本也是很不一样的。

变压器飞线和安规骨架对加工成本的影响
变压器飞线也是严重影响电源成本的一个点。

因为飞线的变压器不仅订做的变压器贵，而且安装生产成本也贵啊，毕竟这是需要手工插接的方案。

正是因为这个原因，只有超级紧凑的高性能电源方案才会使用飞线变压器的设计。

当然现代的IT产品对空间的要求远高于成本的诉求，所以飞线变压器还是很常见的。

如果可能的话，使用安规变压器骨架就可以避免飞线的使用，不过会浪费一些空间，鱼和熊掌不可兼得，就看您设计电源时候的价值观了。

电源散热片的安装成本
这就是一个常见的To220封装的三极管，但是如果你要为他安装散热片的话就需要如下几个部件。

绝缘帽，绝缘垫，散热片，螺丝，垫片，弹簧圈。

然后有专门的工时去安装这颗三极管。

这就是我为在低成本方案上非常不愿意使用独立的mos 管，不愿意加散热片，能用PCB散热就一定用PCB散热的本质原因。

成本高啊。

绝缘挡片
顾名思义，就是用来隔绝电子元器件，提高电源耐压的塑料绝缘件。

千万别小瞧这些，这些东西虽然单价不高，但是却是非常费工时。

左上电容有一个绝缘帽子，这个电容的绝缘帽子还是有希望买到成品的，电容旁边的挡片就一定是订做的咯
一个开关电源工程师的设计笔记日志，第五部分成本核算与总结
大家反过来看，就明白了，这个挡片的形状还是非常奇特的，不定做打死都是买不到现成货的。

有这样的财力去开一个磨具做一个挡片，对于多数企业的小批量产品来说肯定是不划算的啦。

但是，这个小米6的充电头就用订做了这么一个挡片。

大家核算核算成本吧，真心量大心宽啊。

定价的话语权
这里有苹果ipad 5v2a A1357充电器的拆解信息。

/read.php?tid=748681
你完全可以抄板，然后去买上面的所有元器件。

但是你能和供应商议到的价格一定不会比苹果的好。

这个我相信你能明白吧，所以整个价格其实就是一个谜，对于工业产品而言，明码标价就是一个笑话。

我之所以选择PI的方案完，全是因为小米选择了它。

众说周知小米是最追求性价比的公司了。

小米不傻。

至于其它品牌，如TI ADI MPS 等等，基本已经从充电头网站上彻底消失了。

他们的小功率flyback转换器，基本已经退出了第一梯队。

对哦，我还是看到几家，用mps同步整流控制器的方案的。

但是PWM控制器主流的就是Dialog与PI了。

苹果不傻，小米不傻，华为不傻，三星不傻。

我绝对相信他们的选择。

其它方案如果起不来量的话就不会得到进一步的资金支持获得发展。

这是一个恶性循环。

这是一个长期博弈的拉锯战，小公司只能一点点试，一点点去议价。

才能把最终的成本做下来，除此以外别无他法。

永远不要祈祷，自己的成本能和金升阳，紫米等这些专业做电源的供应商比较，谁都不可能一下子就有这么强的议价能力的。

这个行业的规则就是，谁有量，谁有话语权，谁有定价权。

如果你一味追求成本下降，那就请看看下面的这份资料吧
带USB的插线板抽检4成不合格飞利浦上黑名单
/1/554/554716.htm
最后的总结
秀下限无极限。

必要的成本是必须的。

盲目的比较只会把自己逼向死路。

返修率造成的成本居高不下，然后让你把赚来的钱全部吐出去。

对的没错，这个圈子水很深，很深。

一个开关电源工程师的设计笔记日志，第五部分 <wbr>成本核算与总结
我算是正式入门了这个行业。

做完PI的方案之后，我看到市面上有PI方案的设计，我就会毫不犹豫的买买买，比如航嘉的USB拖线板方案。

因为东西好啊。

10mw的待机功耗，usb拖线板和普通拖线板一样，不用在担心待机功耗问题了。

你明白的，我并不后悔选择了PI的这个方案，因为我几乎没有能力去和Dialog合作，这是我能选择到的最好的方案了。

而且仅仅从技术角度看，PI也是彻底碾压Dialog的，尤其是innoswitch3发布之后，QR准谐振
6cm x 4cm 40w输出，我已经可以让同行尖叫了。

inn3268C
集成同步整流，磁耦合。

集成大功率mos，PCB散热，94%的热效率，最高65w设计。

flyback 方案，PI无敌了。

最后透露一下，我已经是第一批innoswitch3方案的设计者之一了。

感谢PI，开关电源我彻底搞明白怎么玩了。