开关电源设计重难点问答剖析

有关开关电源设计中遇到的问题经验所谈（共五则范文）

有关开关电源设计中遇到的问题经验所谈（共五则范文）第一篇：有关开关电源设计中遇到的问题经验所谈借鉴下NXP的这个TEA1832图纸做个说明。

分析里面的电路参数设计与优化并做到认证至量产。

在所有的元器件中尽量选择公司仓库里面的元件，和量大的元件，方便后续降成本拿价格。

贴片电阻采用0603的5%，0805的5%，1%，贴片电容容值越大价格越高，设计时需考虑。

1、输入端，FUSE选择需要考虑到I2T参数。

保险丝的分类，快断，慢断，电流，电压值，保险丝的认证是否齐全。

保险丝前的安规距离2.5mm以上。

设计时尽量放到3mm以上。

需考虑打雷击时，保险丝I2T是否有余量，会不会打挂掉。

2、这个图中可以增加个压敏电阻，一般采用14D471,也有采用561的，直径越大抗浪涌电流越大，也有增强版的10S471,14S471等，一般14D471打1KV,2KV雷击够用了，增加雷击电压就要换成MOV+GDT了。

有必要时，压敏电阻外面包个热缩套管。

3、NTC，这个图中可以增加个NTC,有的客户有限制冷启动浪涌电流不超过60A,30A，NTC的另一个目的还可以在雷击时扛部分电压，减下MOSFET的压力。

选型时注意NTC的电压，电流，温度等参数。

4、共模电感，传导与辐射很重要的一个滤波元件，共模电感有环形的高导材料5K,7K,0K,12K,15K，常用绕法有分槽绕，并绕，蝶形绕法等，还有UU型，分4个槽的ET型。

这个如果能共用老机种的最好，成本考虑，传导辐射测试完成后才能定型。

5、X电容的选择，这个需要与共模电感配合测试传导与辐射才能定容值，一般情况为功率越大X电容越大。

6、如果做认证时有输入L,N的放电时间要求，需要在X电容下放2并2串的电阻给电容放电。

7、桥堆的选择一般需要考虑桥堆能过得浪涌电流，耐压和散热，防止雷击时挂掉。

8、VCC的启动电阻，注意启动电阻的功耗，主要是耐压值，1206的一般耐压200V,0805一般耐压150V，能多留余量比较好。

反激开关电源设计的几个难点(反激开关电源设计的几个实际问题)

漏极直接耦合到输入端
分布电流从次级通过Y电容回到初级没有Y电容时由于两个耦合电容不一样，共模电流会转变成差模
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谢谢！
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IC前沿消隐和关断延迟对设计的影响（IC最小占空比）
短路电解电容的漏极电压电流波形。
最小占空比由前沿消隐和关断延迟时间组成,如果此值太大，将不能有效保护MOS
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IC前沿消隐和关断延迟对设计的影响
黄色为C1电压，大约为290V，由于初级电流很大，有更多的能量冲入C1，D-S总电压也有可能过高
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蓝色为次级电流，此值很大如果在整流管前面短路，不要指望会保护你的电源
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关于变压器的几个问题
1. 窗口面积
IC前沿消隐和关断延迟对设计的影响（关断延迟）限流点
udt di = l LI B= N * Ae
设计的最大磁通密度过高，在高压时由于di很大，可能引起启动或负载动态时变压器饱和，电感量越小时越严重前沿消隐
关断延迟
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D1用FR107时的D-S电压波形
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高输入电压单端反激式开关电源设计关键问题

开关管损耗能量以热量形式发送出去，将引起开关管发热。母线电压越高，UDS电压上升时间越长，上升电压值越大，发热越严重，需要给IGBT管配置更大的散热片，同时在保证能量供给条件下尽量降低开关频率。变压器多个开关周期内的电压UDS(通道1)与电流IDS(通道3)波形。在20μs~50μs之间，缓冲电路的电容和变压器主电感发生谐振。
本文分析了高输入电压下单端反激式开关电源的设计方法与关键问题，包括器件的选择、电路参数的设定与开关变压器的设计，讨论了器件的驱动性能和散热问题，所提出的方案切实可行。并给出了详尽的实验波形，分析了开关电源工作过程中IGBT电压UDS与电流IDS的变化规律，实验波形为开关电源设计提供了很好件及布线过程中的安全耐压问题，防止距离过近造成的爬电影响，优化布线，减少电路中的分布电感和分布电容。
单端反激式开关电源不需要输出滤波电感，体积小巧，无需高压续流二极管，变压器原副边电气隔离，电路拓扑简单、成本低、性能稳定[1-3]，广泛用于小功率直流电源设计中，如工业变频驱动设备的供电电源[4]。由于中压变频、断提高，例如1 700 V的IGBT模块应用已经非常普遍,其直流母线电压往往高于1 000 V。此时功率模块的驱动电路供电电源的方案有：(1)采用直流低电压(+15 V)，然后通过隔离DC/DC变换得到相应直流电压;(2)采用隔离变压器获得输出低压交流电(AC100 V)，再设计相应的开关电源;(3)直接对高输入直流母线电压设计开关变压器。其中最后一种设计方案电源隔离效果较好，适用于高电压场合，且无需额外连线，电路结构简单，可靠性高。但该方案所需要解决的是输入电压高的问题，其开关器件的耐压等级要求较高,同时原副边电压值差异大,导致变压器设计困难。因此，研究高直流母线电压条件下反激式开关电源的设计方法具有重要意义。本文讨论了高直流母线条件下开关电源的设计方法，包括电路结构、器件选择和变压器设计，并提供了详细的实验波形，为反激式开关电源设计提供了参考。1 反激式开关电源主电路结构本文采用的反激式开关电源电路系统结构,。当开关管导通时，变压器原边导通，电流线性上升，磁场储能；当开关管截止时，磁能向副边释放电能。该结构采用UC3844电源控制芯片,通过稳压芯片TL431构建电压外环,并通过采样电阻构成电流内环实现稳定电压控制。UC3844的6脚输出脉宽调制信号，驱动开关管。开关管导通时，原边电流增大，采样电阻Rs的电压逐渐升高并反馈回UC3844的3脚,当此信号大于1 V(或电压外环参考值)时将关断脉冲输出。同时,输出电压通过TL431构成反馈电压环电路，当输出电压一旦高于设定电压时,补偿电压将变为低电平反馈回UC3844的1脚，从而关断PWM输出。由于UC3844输出脉宽信号的最大占空比为50%，因此适合于设计断续模式的反激式开关电源。

开关电源设计原理分析及常见故障维修

一
１开关电源电路结构框图
见图１。
ＴＡ３、电耦合器Ｐ８７ＣＲＲＩ１光ＣＩ、７、７、８构成比较短路，入芯片反馈接脚Ｆ实现电压调制，到稳压功能。Ｂ，达３３保护电路，输入端所接的熔断丝，３Ｃ、５构成的尖峰吸收－７．Ｒ、２１９电路，６过流保护Ｃ３３８数字地与电源地之间焊接陶瓷电容Ｃ．．ＹＩ减少电磁干扰并提高抗静电能力
２［００年
第２３期
ＳＩＮＥ＆ＴＣＮＯＯＧＮＯＭＡＩＮＣＥＣＥＨＬＹＩＦＲＴＯ
０机械与电子０
科技信息
开关电源设计原理分析及常见故障维修
马心灵
（山市自来水公司安徽黄
黄山
２５０）４００
ｆ摘要】开关电源的基本原理和电路结构是类似的，针对电路结构的几部分，并使用相应的工具进行检测，可以很快解决各种常见故障。【关键词】整流滤波电路；反馈电路；ＷＭ脉冲产生电路；Ｐ电容；电耦合器光
任何电子设备都要有电源提供电能。电源主要有两大类型：一是３１要求１Ｖ，Ａ输出的ＰＢ板。择芯片Ｃ６２。．０２Ｃ选Ｒ２９传统的串联型电源，一种是开关电源。２另从Ｏ世纪７Ｏ年代起，开关电３２绘制原理图，图２．见。源就在国内外的多种电器设备中应用．重量轻、积小、耗小、它体功效３３电路组成及元件详细功能介绍．．．率高、内温升低，高了整机的稳定性和可靠性，机提而且对电网的适应３３１交流输入及抗于扰电路，由熔断丝即保险丝与互感滤波器组能力强。此，关电源的应用范围很广，因开从计算机、示器、公设备成。显办到手机充电器，的身影无处不在。它３３＿．整流滤波电路，桥式整流，采用四只整流二极管Ｄ１１、３２、２Ｄ、３

开关电源中的几个难点问题

开关电源中的几个难点问题张兴柱博士（2008年10月完成）世纪电源网1问题清单01：开关电源的带宽是不是越高越好?02：为什么PFC的带宽要控制在10~20Hz?03：用UC3842~45控制的开关电源,其限流点为什么会随输入电压变化? 04：开关电源的带容性负载能力是不是越大越好?05：在峰值电流控制中,当占空比大于0.5时,为什么要加斜波补偿电路? 06：两个完全稳定的开关电源,组成系统时,为什么会产生振荡?07：MOSFET并联时为什么经常出现炸机现象?08：开关电源中的拍频现象是怎么产生的?如何克服?09：为什么开关电源中的干扰会对电源会产生致命的影响?10：为什么开关电源中的电性能,热性能和EMI性能是互相关联的?11：为什么高频功率变压器对电源的性能有非常大的影响?12：MOSFET的最大占空比应如何设计,才能获得最佳的电源性能? 13：如何才能保证大占空比下的隔离驱动电路绝对可靠?14：大占空比下电流取样电路的去磁如何实现?15：同步整流驱动对开关电源的效率是怎么影响的? 16：……………………………………..2因报告时间所限,本次只给大家介绍清单中的前面六个问题它们可归结为开关电源动态方面的难点问题3问题一：开关电源的带宽是不是越高越好?43)：开关电源带宽的高低对开关电源的影响(1)：从开关电源的稳定性看,带宽越低,电源越容易稳定： --- 对PCB布板要求降低； --- 补偿电路的抗高频干扰能力增强；--- 相位裕量增加；(2)：从开关电源的动态指标看,带宽越高,电源的动态性能越好；--- 可提高对输入低频纹波的抑制能力；--- 可提高对输出负载电流变化的抑制能力；(3)：在满足同样动态指标时,带宽高的开关电源,会有更高的功率密度和更低的成本： --- 带宽越高,其低频处的闭环音频隔离度就越小,输出端的低频率纹波就越小,在输出纹波一样时,输入端的滤波电容就越小；同样的道理在负载跳变所引起的输出电压变化一样时,输出端的滤波电容就越小；(4)：提升开关电源的带宽,对开关电源的性价比非常有利,但受许多因素牵制:--- 开发人员的水平；--- 合理的总体方案； --- PCB布板要求的提高等等．11４)：开关电源的带宽是不是越高越好？答案：是因为只有不断提高开关电源的带宽，才能保证你的开关电源产品更有竞争力，才能更好地满足客户的要求．12问题二：为什么PFC的带宽要控制在10~20Hz?13问题三：用UC3842~45控制的开关电源,其限流点为什么会随输入电压变化?204)：可见用UC3842~45控制的开关电源,其限流点会随输入电压变化，在有外部斜波补偿时，用同样的分析，也有同样的结果。

开关电源设计开发存在的问题

开关电源设计开发存在的问题开关电源设计开发存在的问题一、电磁干扰问题：在之前的几篇文章有相关介绍了，在此不重复。

二、效率与功率因数问题：开关电源的特点是轻、小、高效率、高功率密度。

开关电源的外形可以短、薄。

最近有人在研究变压器折叠式绕组，其目的是提高功率密度，实现特定要求，满足各种需要。

开关电源效率较高时，损耗就很低，只有这样的开关电源才具有高功率密度。

高效率是由多种因素决定的，最主要的因素是安全。

只有彻底掌握开关电源的理论知识，具有丰富的工作经验，对开关电源进行精心设计、认真实验，并借助于优化设计和仿真设计，才能制造出优质的、高品位的开关电源。

一般开关电源的滤波电路是由单电容和电感组成的，由此引发出开关电源功率因数低的问题，原因是只有在正弦交流电压的瞬时值高于直流电压时，电网电压才对滤波电容充电，充电时间短，充电电流是尖峰状，偏离了正弦波。

有源功率因数校正器以反激式为基本电路，采用双环控制调节占空比使电路输出电压稳定，使输入电流紧随输入电压变化，功率因数达到或接近1的水平，效果非常明显。

随着开关电源的新技术不断取得进步，现在开关电源已经取得晶闸管整流电源，作为基础电源的48V、24V直流电源给电信通信系统带来了极大的经济效益和社会效益。

电信通信系统容量大，一般为几千安甚至上万安培的电流，而且机房无人值守。

这种大容量电源一般由几十个千瓦级别的开关电源模块并联才能满足要求，而且每个电源模块必须向控制系统提供电压、电流、温度、工作状态（运行、故障、均流）等方面的信息。

不但如此，每个电源模块还必须能够接收控制系统的遥控指令，这就是所说的智能化高可靠性开关电源模块，这些电源模块还必须具有高功率因数。

三、器件原材料问题：目前，市场上常用的电源控制IC集成电路有很多，品种也不上，但IC的集成度不算高，器件的技术参数分散性比较大，同一个工厂生产的IC它的技术参数相差5%至10%。

能否将有源功率调整、脉宽调制、各种保护、监测、控制集于一体，将振荡变压器、二次整流滤波集于一体；能否将铁氧体磁心变压器实现纳米化平面变压器等等。

开关电源PCB设计要点及实例分析

开关电源PCB设计要点及实例分析开关电源PCB设计要点及实例分析开关电源PCB设计要点及实例分析为了适应电子产品飞快的更新换代节奏，产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC/DC适配器，并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。

由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作，正确的电源PCB设计就变得非常重要。

开关电源PCB设计与数字电路PCB设计完全不一样。

在数字电路排版中，许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列，且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。

用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。

所以,设计人员需要对开关电源PCB设计基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。

1 开关电源PCB设计基本要点1.1 电容高频滤波特性图1是电容器基本结构和高频等效模型。

图1 电容器结构和寄生等效串联电阻和电感电容的基本公式是C=Εrε0 （1）式（1）显示，减小电容器极板之间的距离（D）和增加极板的截面积（A）将增加电容器的电容量。

电容通常存在等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）二个寄生参数。

图2是电容器在不同工作频率下的阻抗（ZC）。

图2 电容阻抗（ZC）曲线一个电容器的谐振频率（F0）可以从它自身电容量（C）和等效串联电感量（LESL）得到，即F0= （2）当一个电容器工作频率在F0以下时，其阻抗随频率的上升而减小，即ZC= （3）当电容器工作频率在F0以上时，其阻抗会随频率的上升而增加，即ZC=J2πfLESL（4）当电容器工作频率接近F0时，电容阻抗就等于它的等效串联电阻（RESR）。

电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。

由于它的谐振频率很低，所以只能使用在低频滤波上。

钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感，因而它的谐振频率会高于电解电容器，并能使用在中高频滤波上。

瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小，因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器，所以能使用在高频滤波和旁路电路上。

电流控制模式单片开关电源的设计浅析

电流控制模式单片开关电源的设计浅析摘要：伴随现代社会经济持续的进步发展，我国现阶段已经逐渐成为世界领域范围各种产品重要的一个消费国。

国内经济发展进程当中，信息产业得以迅猛化发展，为我国整个电源产业实现蓬勃发展而提供较强推力支持。

集成电路对电流方面需求量随之增加，标准化、模块化、薄型化等电路的拓扑结构专项体系得以被构建起来，促使电源负载总体输出能力明显得到有效提升。

依托电流控制这种模式之下，积极落实单片的开关电源综合系统方面设计工作，能够为我国的电源技术及其生产技术等科学优化、改进等提供必要的一定技术支持。

鉴于此，本文主要探讨电流控制模式之下单片开关电源的总体设计，旨在为业内相关人士提供参考。

关键词：电流控制；模式；单片；开关电源；设计前言：电源属于电子工业整个行业领域当中重要的一类基础产品。

可以说，开关电源和稳压电源相互间的联系比较紧密。

开关电源总体发展趋势主要是为满足于市场对当前电源性能持续提高方面要求，当前DC-DC模块类型电源已经开始向着更宽的输入范围、优良动态特性、低噪音、低压的大电流、高功率及高密度、高效率等方向快速发展着，标准化、模块化、薄型化、积木组合方式下的电路拓扑类型结构应用的更为广泛。

新型转换和封装技术之下，电源总体功率密度已超过188W/in³,效率达到90%以上。

集成电路实际所需的电流在持续增加，电源对负载输出总体能力提出更高要求。

因而，对电流控制模式之下单片开关电源的总体设计开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。

1、简述开关电源开关电源通常被称之为是高效节能类型的电源,代表稳压电源一个重要发展方向,当前已成为我国稳压电源当中一种主流产品。

在一定程度上，开关电源依照着不同类型能够予以分类：结合实现功能情况下，通常可被划分成AC-DC及DC-DC这两类。

针对DC-DC变换装置，当前已经基本实现了总体的模块化，设计技术和生产工艺相对都比较标准、成熟，得到了广大用户普遍认可，但是，针对AC-DC总体模块化方面，因它自身所具备特性，致使它实现模块化整个进程当中，往往会遇到复杂性的技术工艺相关制造问题；针对控制模式上，以电流模式及电压模式为主。

开关电源设计中应注意的问题及解决方法

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开关电源设计中应注意的问题及解决方法
参考文献
１黄俊，王兆安．电力电子变流技术．北京：机械工业出版社，１９９３２张立，赵永健．现代电力电子技术．北京：科学出版社，１９９０
Ｑｕｓｏｓｎｌｔｎｅｓｔｈｎｏｒｕｐｙｄｓｎｅｔｎｄｓｕｉｓｎｔｃｉｇｐｗｅｐｌｅｉｓｉａｏｏｉｈｗｉｓｇ
导通，将限流电阻旁路。也可采用ＭＯＳＥＦＴ或ＩＴ串联在电路中作为限流元件，通过将串联元件缓ＧＢ慢开通限制启动时的浪涌电流。
４输出滤波器中电容器的等效串联电阻
开关电源输出滤波器中的滤波电容并非理想元件，可等效为理想电容器与电阻的串联（如图２所示）。在开关频率较高时，这一等效串联电阻是造成输出电压纹波的主要因素。负载阶跃变化时输
－－Ｊ
输入滤波器
图１输入滤波器
荡，因此应在输入滤波器中加入附加的阻尼元件，防止振荡产生。还应使输入滤波器的谐振频率比输出滤波器的谐振频率低一个数量级，防止两个滤波器之间相互作用。
２储能电容器的选择
直一直换流器中的直流连接电容器（储能电容器）可减小输出电压中的纹波，并可在交流系统瞬
开关电源的输入电压增高时，开关电源的稳压作用使得输出电压不变，即输出功率不变，从而输入功率也不变，输入电流将减小。因此，开关电源可看作是并联在输入滤波器中电容两端的负阻元件。如不提供足够的阻尼，有可能不产生衰减振

开关电源设计方案细节详解

开关电源设计细节详解1、电源设计项目前期各个参数注意细节借鉴下NXP的这个TEA1832图纸做个说明。

分析里面的电路参数设计与优化并做到认证至量产。

在所有的元器件中尽量选择公司仓库里面的元件，和量大的元件，方便后续降成本拿价格。

贴片电阻采用0603的5％，0805的5％，1％，贴片电容容值越大价格越高，设计时需考虑。

1、输入端，FUSE选择需要考虑到I＾2T参数。

保险丝的分类，快断，慢断，电流，电压值，保险丝的认证是否齐全。

保险丝前的安规距离2．5mm以上。

设计时尽量放到3mm以上。

需考虑打雷击时，保险丝I2T是否有余量，会不会打挂掉。

2、这个图中可以增加个压敏电阻，一般采用14D471，也有采用561的，直径越大抗浪涌电流越大，也有增强版的10S471，14S471等，一般14D471打1KV，2KV雷击够用了，增加雷击电压就要换成MOV＋GDT了。

有必要时，压敏电阻外面包个热缩套管。

3、NTC，这个图中可以增加个NTC，有的客户有限制冷启动浪涌电流不超过60A，30A，NTC的另一个目的还可以在雷击时扛部分电压，减下MOSFET的压力。

选型时注意NTC的电压，电流，温度等参数。

4、共模电感，传导与辐射很重要的一个滤波元件，共模电感有环形的高导材料5K，7K，0K，12K，15K，常用绕法有分槽绕，并绕，蝶形绕法等，还有UU型，分4个槽的ET型。

这个如果能共用老机种的最好，成本考虑，传导辐射测试完成后才能定型。

5、X电容的选择，这个需要与共模电感配合测试传导与辐射才能定容值，一般情况为功率越大X电容越大。

6、如果做认证时有输入L，N的放电时间要求，需要在X电容下放2并2串的电阻给电容放电。

7、桥堆的选择一般需要考虑桥堆能过得浪涌电流，耐压和散热，防止雷击时挂掉。

8、VCC的启动电阻，注意启动电阻的功耗，主要是耐压值，1206的一般耐压200V，0805一般耐压150V，能多留余量比较好。

9、输入滤波电解电容，一般看成本的考虑，输出保持时间的10mS，按照电解电容容值的最小情况80％容值设计，不同厂家和不同的设计经验有点出入，有一点要注意普通的电解电容和扛雷击的电解电容，电解电容的纹波电流关系到电容寿命，这个看品牌和具体的系列了。

开关电源的设计

开关电源的设计开关电源的设计是一种将交流电转换为直流电的电源设计方法。

它具有高效率、稳定性好、体积小等优点，广泛应用于各种电子设备和通信设备中。

本文将从开关电源的原理、设计流程和关键技术等方面进行详细介绍。

第一部分：开关电源的原理开关电源是通过不同的开关电子元件进行电流的开关控制，实现对输入电流的调节。

其基本原理是将交流电通过整流、滤波电路转换为直流电，然后利用开关管对直流电进行高频开关控制，通过变压器进行电压变换，最后通过滤波电路和稳压电路得到稳定的输出电压。

第二部分：开关电源的设计流程开关电源的设计包括需求分析、电路设计、元器件选型和PCB设计等环节。

需求分析阶段主要确定输出电压、电流、输入电压范围等参数，并结合所需的保护功能进行设计要求的确定。

电路设计阶段主要根据需求确定各级电路的拓扑结构、开关元件、滤波电路和稳压电路等设计方案。

元器件选型阶段则根据设计方案选择适合的开关元件、变压器、电感、电容等元器件，并考虑其性能、成本和可获得性等因素。

最后，通过PCB设计将电路方案落实到具体的电路板上。

第三部分：开关电源设计中的关键技术在开关电源设计中，有一些关键技术需要特别注意。

首先是开关频率的选择，开关频率过高会增加功率损耗，开关频率过低则会导致变压器体积增大。

其次是开关管的选型，选择合适的开关管可以提高转换效率和稳定性。

另外，设计有效的磁偶合电路可以减小变压器的体积和重量。

同时，设计合理的电感和电容滤波电路可以提高输出稳定性。

最后，合理选择保护电路，如过压保护、过流保护和短路保护等，提高电源的可靠性和安全性。

第四部分：开关电源设计中的常见问题和解决方法在开关电源的设计中，常常会遇到一些问题，如电磁干扰、温升过高和功率因数低等。

为了解决这些问题，可以采用屏蔽技术、降低开关频率和增加散热设计等方法。

另外，合理选择功率因数校正电路可以提高功率因数。

结论：开关电源的设计涉及到电路设计、元器件选型、PCB设计和关键技术等多个方面。

开关电源电路设计要点与调试

开关电源电路设计要点与调试开关电源是一种用于电子设备的电源供应，其具有高效率、稳定性和可调性等优点。

设计和调试开关电源时，需要注意一些重要要点。

一、开关电源设计要点：1.选择适当的拓扑结构：开关电源的拓扑结构有多种，如降压型、升压型、升降压型等。

要根据设备的功率需求和使用环境来选择合适的拓扑结构。

2.选择合适的功率器件：开关电源的功率器件主要包括开关管、二极管和变压器等。

需要选择具备合适功率和工作频率范围的器件，并且要考虑其可靠性和成本。

3.控制和保护电路设计：开关电源需要有稳定的控制和保护功能，如输出电压、电流的监测和调节，过载、过压、短路等故障的保护。

需要设计相应的反馈和控制电路，保证开关电源的可靠工作。

4.选择合适的滤波电路：开关电源在工作过程中会产生较大的开关干扰，需要采取合适的滤波措施，减小开关干扰对其他电子设备的影响。

5.选择合适的输出电容：开关电源的输出端需要连接电容进行滤波，以减小输出纹波。

应选择适当容量和质量的电容，保证输出电压稳定。

6.保证开关电源的安全性：开关电源设计时需要考虑一些安全因素，如避免触电危险、瞬态过电压保护等，保证电源的安全可靠性。

7.合理布局和散热设计：开关电源的布局设计要合理，器件的热量要及时散热，避免温度过高对电源稳定性的影响。

二、开关电源调试要点：1.确认电源输入输出参数：在开关电源调试之前，首先要明确电源的输入和输出参数，如输入电压范围、输出电压和电流等，以便调试和验证工作的正确性。

2.建立逐步调试的过程：开关电源调试时可以采用逐步调试的方法，即先调试一部分功能，然后逐渐增加其他功能的调试。

这样可以避免在调试过程中出现一些难以排查的问题。

3.注意开关电源的保护功能：在调试的过程中，要注意开关电源的保护功能是否正常，如过载、过压、短路等故障保护功能是否有效。

可以通过人工模拟故障情况进行测试。

4.确保开关电源的稳定性：开关电源在调试过程中需要保证输出电压和电流的稳定性。

信号回流和跨分割-关于开关电源设计中的经典问答题

如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数？很多未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理，比如担心开关电源的干扰问题，PCB layout问题，元器件的参数和类型选择问题等。

其实只要了解了，使用开关电源设计还是非常方便的。

一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分，有些控制器会将MOSFET集成到芯片中去，这样使用就更简单了，也简化了PCB设计，但是设计的灵活性就减少了一些。

开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统，所以一般都会有一个反馈输出电压的采样电路以及反馈环的控制电路。

因此这部分的设计在于保证精确的采样电路，还有来控制反馈深度，因为如果反馈环响应过慢的话，对瞬态响应能力是会有很大影响。

输出部分设计包含了输出电容，输出电感以及MOSFET等等，这些器件的选择基本上就是要满足性能和成本的平衡，比如高的开关频率就可以使用小的电感值（意味着小的封装和便宜的成本），但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗，从而效率降低。

低的开关频率带来的结果则是相反的。

对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是非常关键的，小的ESR可以减小输出纹波，但是电容成本会增加，好的电容会贵嘛。

开关电源控制器驱动能力也要注意，过多的MOSFET是不能被良好驱动的。

一般来说，开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。

如何调试开关电源电路？有一些经验可以共享给大家：（1）电源电路的输出通过低阻值大功率电阻接到板内，这样在不焊电阻的情况下可以先做到电源电路的先调试，避开后面电路的影响。

（2）一般来说开关控制器是闭环系统，如果输出恶化的情况超过了闭环可以控制的范围，开关电源就会工作不正常，所以这种情况就需要认真检查反馈和采样电路。

特别是如果采用了大ESR值的输出电容，会产生很多的电源纹波，这也会影响开关电源的工作的。

为什么要接地？接地技术的引入最初是为了防止电力或电子等设备遭雷击而采取的保护性措施，目的是把雷电产生的雷击电流通过避雷针引入到大地，从而起到保护建筑物的作用。

开关电源设计的一般注意事项

开关电源设计的一般注意事项1、布局：【1】脉冲电压连线尽可能短；【2】其中输入开关管到变压器连线，输出变压器到整流管连接线.脉冲电流环路尽可能小；【3】如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负.输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器；【4】电路中X电容要尽量接近开关电源输入端；【6】输入线应避免与其他电路平行，应避开。

Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端；【7】共摸电感应与变压器保持一定距离，以避免磁偶合，如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽，以上几项对开关电源的EMC性能影响较大；【8】输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子，可影响电源输出纹波指标；【9】两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容. 发热器件要和电解电容保持一定距离，以延长整机寿命，电解电容是开关电源寿命的瓶劲，如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离，电解之间也须留出散热空间，条件允许可将其放置在进风口；【10】控制部分要注意：高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路，在处理时要尽量避免其受干扰、电流取样信号电路，特别是电流控制型电路，处理不好易出现一些想不到的意外，其中有一些技巧，现以3843电路举例见图(1)图一效果要好于图二，图二在满载时用示波器观测电流波形上明显叠加尖刺，由于干扰限流点比设计值偏低，图一则没有这种现象、还有开关管驱动信号电路；【11】开关管驱动电阻要靠近开关管，可提高开关管工作可靠性，这和功率MOSFET高直流阻抗电压驱动特性有关；【12】关于反激电源的占空比，原则上反激电源的最大占空比应该小于0.5，否则环路不容易补偿。

3、线间距：随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高，一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0.1mm已经不存在什么问题，完全能够满足大多数应用场合。

考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺，一般双面板最小线间距设为0.3mm，单面板最小线间距设为0.5mm，焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔，最小间距设为0.5mm，可避免在焊接操作过程中出现“桥接”现象，这样大多数制板厂都能够很轻松满足生产要求，并可以把成品率控制得非常高，亦可实现合理的布线密度及有一个较经济的成本。

开关电源电路设计要点与调试

l1 2 （最小值） lc c
3. 选取变压器磁芯气隙：
4. 对开关变压器初级线圈进行直流迭加测试：最大迭加直流：最大伏秒容量：
VTm E Im LX LX 0.9
…………(8) …………(9)
VTm I m LX 0.9
最大伏秒容量一定要合格，不合格，需要推倒重来！详细内容请参考《开关变压器伏秒容量的计算与测量》一文。
第二步，求最小占空比Dmin ：
在实际应用中，为了安全，最小占空比Dmin最少要比极限占空比Dmax多留30% 的余量，由此可求得： Dmin = Dmax×0.7 = 0.437×0.7 = 0.306 …………（3）
13
开关变压器匝数比的计算
在反激式开关电源中，输出电压不但与占空比有关，而且还与开关变压器初、次级线圈的匝数比有关，而开关变压器初、次级线圈的匝数比是不可变的，一旦最小占空比 Dmin 确定之后，开关变压器初、次级线圈的匝数比
6
RL
FSD200单IC开关电源简介
上图是一个采用仙童公司产品FSD200设计的单IC开关电源，FSD200采用LDMOS (
横向扩散金属氧化物半导体)工艺，输出功率为4～5W（85～265Vac-50℃），其工作频率为130~138KHz来回跳动，其目的是使干扰信号的频谱不要集中在一点上，频谱越分散对EMC越有利。 LDMOS 与VDMOS的主要区别在于，前者内阻小，但功率也小，后者功率大，但内阻也相应增大，因此， VDMOS 多为多个管芯并联。
（2）式中，BVm=（Uim＋Upm），为电源开关管的最高耐压， Dmax 为：当输入
电压为最大值（Uim），且改变占空比使电源开关管两端电压达到最高耐压值时，此时占空比所能达到的最大值，即极限值。值得指出的是：占空比是随着输入电压变化而变化的，当输入电压为最大值时，此时动态变化的D应该为最小值Dmin，但（2）式中的极限值Dmax则另有意义，它表示：当输入电压为最大值，且此时的占空比D也达到极限值Dmax时，电源开关管将会过压被击穿。因此，实际工作中的最小占空比 Dmin 应该比（2）式中的 Dmax 小好多，一般取 Dmin =0.7 Dmax 较为合适。

开关电源电路设计要点与调试

开关电源电路设计要点与调试开关电源是一种将电能转换为特定电压、电流和频率的电力转换装置，具有高效率、体积小、重量轻等优点，广泛应用于各种电子设备中。

开关电源的设计和调试是开发电子产品的重要环节，下面将重点介绍开关电源电路设计要点以及调试方法。

一、开关电源电路设计要点1.选用适当的拓扑结构：开关电源的拓扑结构包括开关正激式（buck）、开关反激式（flyback）、开关共激式（forward）等。

在选择拓扑结构时需要考虑输入电压范围、输出电压需求、功率密度要求、成本等因素。

不同拓扑结构有不同的工作原理和电路参数设计要求，设计时需要综合考虑各种因素才能确定最合适的拓扑结构。

2.合理选择功率元件和元器件：功率元件是开关电源中最关键的部件，直接影响开关电源的效率和可靠性。

常见的功率元件包括MOSFET、IGBT、二极管等。

在选择功率元件时需要考虑电压和电流的要求，以及功率元件的损耗和热散。

此外，还需要合理选择其他元器件，如电感、电容、变压器等，以满足开关电源的稳定性和工作要求。

3.设计稳压控制回路：开关电源的稳压控制回路起到控制输出电压稳定的作用。

常见的稳压控制回路有电压模式控制和电流模式控制。

在设计稳压控制回路时需要考虑输出电压波动范围、响应速度、幅值准确性、稳定性等因素，并根据具体需求选择合适的控制模式和电路结构。

4.进行开关频率和PWM信号设计：开关频率和PWM信号的设计直接影响开关电源的转换效率和输出波形质量。

一般来说，较高的开关频率可以减小电感器件和滤波器的体积，但会增加功率元件开关损耗；较低的开关频率可以降低功率元件开关损耗，但会增加电感器件和滤波器的体积。

同时，PWM信号的设计要考虑到占空比的合理选择、工作频率的稳定性等因素。

5.安全保护和电磁兼容设计：开关电源需要考虑到安全保护和电磁兼容的设计要求。

常见的安全保护设计有过载保护、过温保护、短路保护等，以保证开关电源的正常工作和安全可靠。

电磁兼容设计包括滤波器设计、接地设计等，以减小开关电源对周围电子设备的干扰和抗干扰能力。

开关电源设计与调试

图2-2-a 纯电阻负载开关电路晶体管的开关特性参数： 1、延时时间延时时间 td：从输入信号Vin变正起，到集电极电流Ic上升到最大值Icm的10%所需时间。 2、上升时间上升时间 tr：集电极电流Ic从10%上升到最大值Icm的90%所需时间。 3、储存时间储存时间 ts:从输入信号变负起，集电极电流最大值Icm下降到90%所需时间。 4、下降时间下降时间 tf：集电极电流Ic从90%Icm下降到10%Icm所需时间。 11 图2-2-b 纯电阻负载的开关损耗
件下的数据，这意味着BJT 、MOSFET要带一个无限大的散热片才能达到此参数。
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开关电源设计要点 ♫ 3.0
开关电源变压器设计要点
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3.1 变压器铁芯的磁化曲线
根据图3-1可以求得双激式和单激式变压器初级线圈的匝数分别为：
B Bm
V
c
B
Uτ 108 单激式: N1 = （3-1） S ( Bm − Br )
电源输出功率的大小，决定开关电源选择什么样的工作方式或电路，从性价比方面来考虑，一般输出功率低于5瓦的开关电源，最好选用反激式单IC开关电源，如FSD200、ICE2A0565等。这些单IC开关电源把驱动电路和电源开关管同封装在一个壳体中，其电路很简单，并且工作频率很高，因此，滤波电容以及开关变压器的体积都可以做得很小，开关电源的体积做得非常小。单从成本方面考虑，20瓦以下的开关电源，也可以选用晶体管自激式开关电源。这种开关电源电路相对比较很简单，但由于晶体管的导通和关断时间相对比场效应管大很多，因此，这种开关电源一般工作频率不能选得很高，所以体积相应要大一些。随着输出功率增大，自激式开关电源的工作频率也要相应降低，其在成本方面就不再具有优势。输出功率在15～100瓦之间，如果对输出电压负载特性要求不是很高，最好选用带驱动IC的场效应管反激式开关电源；如果对输出电压负载特性要求比较高，可选用场效应管正激式开关电源，但正激式开关电源体积比较大，成本也较高。

开关电源的原理与设计

开关电源的原理与设计开关电源是一种高效、稳定并且广泛应用于各种电子设备中的电源供应方式。

本文将探讨开关电源的原理与设计方法，帮助读者理解和应用开关电源技术。

一、开关电源的原理开关电源的工作原理主要基于开关器件（如晶体管或MOSFET）、变压器和滤波电路。

其基本原理如下：1. 输入电压通过整流桥变成直流电压，然后经过输入滤波电路去除大部分的纹波。

2. 直流电压通过PWM（脉宽调制）技术控制开关器件，使其周期性地开关。

3. 开关器件的快速开关与关断导致电压和电流的变化，并通过变压器传导到输出端。

4. 输出电压经过输出滤波电路去除纹波，然后供应给负载。

二、开关电源的设计要素1. 选定开关器件：合适的开关器件应具备低导通电阻、快速开关速度和高耐受电压等特点。

2. 设计变压器：变压器的设计应根据输入输出电压比例、功率需求和开关频率来选择合适的磁芯和线圈参数。

3. 输出滤波：合理设计输出滤波电路以减小输出纹波，采用合适的电容和电感来实现滤波效果。

4. 转换控制电路：PWM技术常用于控制开关器件的开关频率和占空比，需要设计合适的控制电路来实现转换。

三、开关电源的设计步骤1. 确定功率需求：根据需求确定开关电源的输出功率和电压范围。

2. 选择开关器件：根据功率需求选择适合的开关器件，考虑其导通电阻、开关速度和电压容忍度等。

3. 设计变压器：根据输入输出电压比例和功率需求设计变压器的磁芯和线圈参数。

4. 设计滤波电路：根据输出电压的纹波要求确定输出滤波电路的参数，包括电容和电感等。

5. 设计转换控制电路：选择合适的PWM控制芯片或设计自己的控制电路，实现开关器件的控制。

四、开关电源的优点1. 高效性：相比线性电源，开关电源的转换效率更高，能够节省能源并减少功耗。

2. 稳定性：开关电源具有更好的稳定性和调节性能，能够在不同负载条件下保持输出电压的稳定。

3. 体积小巧：开关电源采用高频开关器件和储能元件，使得电源尺寸更小、重量更轻。

开关电源的设计理念和设计思路

开关电源的设计理念和设计思路1. 开关电源的基本概念开关电源，这个名字听上去是不是有点高大上？其实呢，它就是个让电流“开关”来“开关”去的小家伙，目的就是把我们的交流电转化成直流电。

简单说，就是把家里的220伏的电压，变成我们那些小电子设备需要的5伏、12伏等等。

为了让你更清楚这玩意儿咋回事，咱们先聊聊它的工作原理。

1.1 开关电源的工作原理开关电源的工作原理，就像是做饭时的食材准备。

首先，它得把交流电转成直流电，这一步就像把菜洗净切好。

然后，它会通过开关元件（通常是晶体管）来快速开关电流，就像厨师炒菜时翻炒的那种劲儿。

开关的速度非常快，可以达到几千赫兹，甚至上万赫兹。

这么高的频率，不但提高了效率，还让体积缩小了，真是一举两得，太聪明了！接着呢，经过电感、电容的处理，就能把电压稳定下来，送到你的电子设备里。

1.2 开关电源的优缺点当然，开关电源也不是万能的，有些优点和缺点总得提一提。

优点嘛，首先就是高效，省电又省空间，谁不喜欢呢？其次，输出电压调节范围广，可以适应不同的设备需求。

还有，可靠性高，适合各种复杂环境。

可是，缺点也有，比如电磁干扰比较大，需要做好屏蔽和滤波，特别是对一些敏感的设备来说，可得小心了。

2. 开关电源的设计理念接下来，咱们聊聊设计理念。

设计开关电源可不是随便画画就行，它涉及到很多技术细节和经验，真是一门深奥的学问呢。

设计理念就像盖房子，得有个好的蓝图，才能建得又稳又漂亮。

2.1 效率优先首先要强调的就是效率优先。

电源的工作效率越高，发热量就越小，能耗就越低，这可关系到我们的钱包和环境。

所以，设计时得选择合适的开关频率、元器件和电路布局，这样才能让电源在工作时如鱼得水，轻松高效。

2.2 安全性再来就是安全性。

开关电源在设计时，得考虑各种可能出现的故障，比如短路、过载等。

就像家里装修，电线埋好可不能马虎，要考虑到防火和安全问题，免得一着火，后悔都来不及。

所以，合理选择保护电路和元件的工作参数，绝对是重中之重。

「初学者必读」正激式开关电源设计注意细节

「初学者必读」正激式开关电源设计注意细节
正激式开关电源设计的好坏，在于设计的细节，设计正激式开关电源需要考虑以下几点：
（1）对于低压，大电流的正激式开关电源，一般需要同步整流降低损耗
（2）单端正激式开关电源的磁复位需要特别注意。

正激式（单端正激式，双正激，有源箝位等）缺点是在功率管截止段必须将变压器复位，防止变压器磁心饱和，因此，需家磁复位电路
双正激电路
（3）半桥和全桥正激式开关电源，不需要考虑复位问题，因为一次绕组中正负半周激磁电流大小相等，方向相反，变压器磁心的磁通变化是对称的上下移动，同样，推挽式也不许考虑磁复位问题。

全桥。