開(kāi)關(guān)電源設計步驟
布局：
脈沖電壓連線(xiàn)盡可能短，其中輸入開(kāi)關(guān)管到變壓器連線(xiàn)，輸出變壓器到整流管連接線(xiàn)。脈沖電流環(huán)路盡可能小如輸入濾波電容正到變壓器到開(kāi)關(guān)管返回電容負。輸出部分變壓器出端到整流管到輸出電感到輸出電容返回變壓器電路中X電容要盡量接近開(kāi)關(guān)電源輸入端，輸入線(xiàn)應避免與其他電路平行，應避開(kāi)。 Y電容應放置在機殼接地端子或FG連接端。共摸電感應與變壓器保持一定距離，以避免磁偶合。如不好處理可在共摸電感與變壓器間加一屏蔽，以上幾項對開(kāi)關(guān)電源的EMC性能影響較大。
輸出電容一般可采用兩只一只靠近整流管另一只應靠近輸出端子，可影響電源輸出紋波指標，兩只小容量電容并聯(lián)效果應優(yōu)于用一只大容量電容。發(fā)熱器件要和電解電容保持一定距離，以延長(cháng)整機壽命，電解電容是開(kāi)關(guān)電源壽命的瓶勁，如變壓器、功率管、大功率電阻要和電解保持距離，電解之間也須留出散熱空間，條件允許可將其放置在進(jìn)風(fēng)口。
控制部分要注意：高阻抗弱信號電路連線(xiàn)要盡量短如取樣反饋環(huán)路，在處理時(shí)要盡量避免其受干擾、電流取樣信號電路，特別是電流控制型電路，處理不好易出現一些想不到的意外，其中有一些技巧，現以3843電路舉例見(jiàn)圖(1)圖一效果要好于圖二，圖二在滿(mǎn)載時(shí)用示波器觀(guān)測電流波形上明顯疊加尖刺，由于干擾限流點(diǎn)比設計值偏低，圖一則沒(méi)有這種現象、還有開(kāi)關(guān)管驅動(dòng)信號電路，開(kāi)關(guān)管驅動(dòng)電阻要靠近開(kāi)關(guān)管，可提高開(kāi)關(guān)管工作可靠性，這和功率 MOSFET高直流阻抗電壓驅動(dòng)特性有關(guān)。
方法/步驟
1
印制板銅皮走線(xiàn)的一些事項：
走線(xiàn)電流密度：現在多數電子線(xiàn)路采用絕緣板縛銅構成。常用線(xiàn)路板銅皮厚度為35μm，走線(xiàn)可按照1A/mm經(jīng)驗值取電流密度值，具體計算可參見(jiàn)教科書(shū)。為保證走線(xiàn)機械強度原則線(xiàn)寬應大于或等于0.3mm(其他非電源線(xiàn)路板可能最小線(xiàn)寬會(huì )小一些)。銅皮厚度為70μm 線(xiàn)路板也常見(jiàn)于開(kāi)關(guān)電源，那么電流密度可更高些。
補充一點(diǎn)，現常用線(xiàn)路板設計工具軟件一般都有設計規范項，如線(xiàn)寬、線(xiàn)間距，旱盤(pán)過(guò)孔尺寸等參數都可以進(jìn)行設定。在設計線(xiàn)路板時(shí)，設計軟件可自動(dòng)按照規范執行，可節省許多時(shí)間，減少部分工作量，降低出錯率。
一般對可靠性要求比較高的線(xiàn)路或布線(xiàn)線(xiàn)密度大可采用雙面板。其特點(diǎn)是成本適中，可靠性高，能滿(mǎn)足大多數應用場(chǎng)合。
模塊電源行列也有部分產(chǎn)品采用多層板，主要便于集成變壓器電感等功率器件，優(yōu)化接線(xiàn)、功率管散熱等。具有工藝美觀(guān)一致性好，變壓器散熱好的優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是成本較高，靈活性較差，僅適合于工業(yè)化大規模生產(chǎn)。
單面板，市場(chǎng)流通通用開(kāi)關(guān)電源幾乎都采用了單面線(xiàn)路板，其具有低成本的優(yōu)勢，在設計，及生產(chǎn)工藝上采取一些措施亦可確保其性能。
今天談?wù)剢蚊嬗≈瓢逶O計的一些體會(huì )，由于單面板具有成本低廉，易于制造的特點(diǎn)，在開(kāi)關(guān)電源線(xiàn)路中得到廣泛應用，由于其只有一面縛銅，器件的電器連接，機械固定都要依靠那層銅皮，在處理時(shí)必須小心。
為保證良好的焊接機械結構性能，單面板焊盤(pán)應稍微大一些，以確保銅皮和基板的良好縛著(zhù)力，而不至于受到震動(dòng)時(shí)銅皮剝離、斷脫。一般焊環(huán)寬度應大于 0.3mm。焊盤(pán)孔直徑應略大于器件引腳直徑，但不宜過(guò)大，保證管腳與焊盤(pán)間由焊錫連接距離最短，盤(pán)孔大小以不妨礙正常查件為度，焊盤(pán)孔直徑一般大于管腳直徑0.1-0.2mm。多引腳器件為保證順利查件，也可更大一些。
電氣連線(xiàn)應盡量寬，原則寬度應大于焊盤(pán)直徑，特殊情況應在連線(xiàn)于與焊盤(pán)交匯必須將線(xiàn)加寬(俗稱(chēng)生成淚滴)，避免在某些條件線(xiàn)與焊盤(pán)斷裂。原則最小線(xiàn)寬應大于0.5mm。
單面板上元器件應緊貼線(xiàn)路板。需要架空散熱的器件，要在器件與線(xiàn)路板之間的管腳上加套管，可起到支撐器件和增加絕緣的雙重作用，要最大限度減少或避免外力沖擊對焊盤(pán)與管腳連接處造成的影響，增強焊接的牢固性。線(xiàn)路板上重量較大的部件可增加支撐連接點(diǎn)，可加強與線(xiàn)路板間連接強度，如變壓器，功率器件散熱器。
單面板焊接面引腳在不影響與外殼間距的前題條件下，可留得長(cháng)一些，其優(yōu)點(diǎn)是可增加焊接部位的強度，加大焊接面積、有虛焊現象可即時(shí)發(fā)現。引腳長(cháng)剪腿時(shí)，焊接部位受力較小。在臺灣、日本常采用把器件引腳在焊接面彎成與線(xiàn)路板成45度角，然后再焊接的工藝，的其道理同上。今天談一談雙面板設計中的一些事項，在一些要求比較高，或走線(xiàn)密度比較大的應用環(huán)境中采用雙面印制板，其性能及各方面指標要比單面板好很多。
雙面板焊盤(pán)由于孔已作金屬化處理強度較高，焊環(huán)可比單面板小一些，焊盤(pán)孔孔徑可比管腳直徑略微大一些，因為在焊接過(guò)程中有利于焊錫溶液通過(guò)焊孔滲透到頂層焊盤(pán)，以增加焊接可靠性。但是有一個(gè)弊端，如果孔過(guò)大，波峰焊時(shí)在射流錫沖擊下部分器件可能上浮，產(chǎn)生一些缺陷。
大電流走線(xiàn)的處理，線(xiàn)寬可按照前帖處理，如寬度不夠，一般可采用在走線(xiàn)上鍍錫增加厚度進(jìn)行解決，其方法有好多種
1， 將走線(xiàn)設置成焊盤(pán)屬性，這樣在線(xiàn)路板制造時(shí)該走線(xiàn)不會(huì )被阻焊劑覆蓋，熱風(fēng)整平時(shí)會(huì )被鍍上錫。
2， 在布線(xiàn)處放置焊盤(pán)，將該焊盤(pán)設置成需要走線(xiàn)的形狀，要注意把焊盤(pán)孔設置為零。
3， 在阻焊層放置線(xiàn)，此方法最靈活，但不是所有線(xiàn)路板生產(chǎn)商都會(huì )明白你的意圖，需用文字說(shuō)明。在阻焊層放置線(xiàn)的部位會(huì )不涂阻焊劑
2
開(kāi)關(guān)電源分為，隔離與非隔離兩種形式，在這里主要談一談隔離式開(kāi)關(guān)電源的拓撲形式，下面基本均指隔離電源。隔離電源按照結構形式不同，可分為兩大類(lèi)：正激式和反激式。反激式指在變壓器原邊導通時(shí)副邊截止，變壓器儲能。原邊截止時(shí)，副邊導通，能量釋放到負載的工作狀態(tài)，一般常規反激式電源單管多，雙管的不常見(jiàn)。正激式指在變壓器原邊導通同時(shí)副邊感應出對應電壓輸出到負載，能量通過(guò)變壓器直接傳遞。按規格又可分為常規正激，包括單管正激，雙管正激。半橋、橋式電路都屬于正激電路。
正激和反激電路各有其特點(diǎn)，在設計電路的過(guò)程中為達到最優(yōu)性?xún)r(jià)比，可以靈活運用。一般在小功率場(chǎng)合可選用反激式。稍微大一些可采用單管正激電路，中等功率可采用雙管正激電路或半橋電路，低電壓時(shí)采用推挽電路，與半橋工作狀態(tài)相同。大功率輸出，一般采用橋式電路，低壓也可采用推挽電路。
反激式電源因其結構簡(jiǎn)單，省掉了一個(gè)和變壓器體積大小差不多的電感，而在中小功率電源中得到廣泛的應用。在有些介紹中講到反激式電源功率只能做到幾十瓦，輸出功率超過(guò)100瓦就沒(méi)有優(yōu)勢，實(shí)現起來(lái)有難度。本人認為一般情況下是這樣的，但也不能一概而論，PI公司的TOP芯片就可做到300瓦，有文章介紹反激電源可做到上千瓦，但沒(méi)見(jiàn)過(guò)實(shí)物。輸出功率大小與輸出電壓高低有關(guān)。
反激電源變壓器漏感是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數，由于反激電源需要變壓器儲存能量，要使變壓器鐵芯得到充分利用，一般都要在磁路中開(kāi)氣隙，其目的是改變鐵芯磁滯回線(xiàn)的斜率，使變壓器能夠承受大的脈沖電流沖擊，而不至于鐵芯進(jìn)入飽和非線(xiàn)形狀態(tài)，磁路中氣隙處于高磁阻狀態(tài)，在磁路中產(chǎn)生漏磁遠大于完全閉合磁路。變壓器初次極間的偶合，也是確定漏感的關(guān)鍵因素，要盡量使初次極線(xiàn)圈靠近，可采用三明治繞法，但這樣會(huì )使變壓器分布電容增大。選用鐵芯盡量用窗口比較長(cháng)的磁芯，可減小漏感，如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。
關(guān)于反激電源的占空比，原則上反激電源的最大占空比應該小于0.5，否則環(huán)路不容易補償，有可能不穩定，但有一些例外，如美國PI公司推出的 TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的條件下。占空比由變壓器原副邊匝數比確定，本人對做反激的看法是，先確定反射電壓(輸出電壓通過(guò)變壓器耦合反映到原邊的電壓值)，在一定電壓范圍內反射電壓提高則工作占空比增大，開(kāi)關(guān)管損耗降低。反射電壓降低則工作占空比減小，開(kāi)關(guān)管損耗增大。當然這也是有前提條件，當占空比增大，則意味著(zhù)輸出二極管導通時(shí)間縮短，為保持輸出穩定，更多的時(shí)候將由輸出電容放電電流來(lái)保證，輸出電容將承受更大的高頻紋波電流沖刷，而使其發(fā)熱加劇，這在許多條件下是不允許的。
占空比增大，改變變壓器匝數比，會(huì )使變壓器漏感加大，使其整體性能變，當漏感能量大到一定程度，可充分抵消掉開(kāi)關(guān)管大占空帶來(lái)的低損耗，時(shí)就沒(méi)有再增大占空比的意義了，甚至可能會(huì )因為漏感反峰值電壓過(guò)高而擊穿開(kāi)關(guān)管。由于漏感大，可能使輸出紋波，及其他一些電磁指標變差。當占空比小時(shí)，開(kāi)關(guān)管通過(guò)電流有效值高，變壓器初級電流有效值大，降低變換器效率，但可改善輸出電容的工作條件，降低發(fā)熱。如何確定變壓器反射電壓(即占空比)
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