开关电源设计笔记

1.开关电源设计前各参数以NXP的TEA1832图纸做说明分析电路参数设计与优化并到认证至量产全部元器件尽量选择公司现有的或者量大的元件，便利后续降成本

1、输入端FUSE选择须要考虑到厂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3mni以上需考虑打雷击时，保险丝12T是否有余量，会不会打挂掉

2、压敏电阻图中可以增加一个压敏电阻，一般采纳14D471,也可采纳561,直径越大抗浪涌电流越大,也有增加版的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有必要时，压敏电阻外包个热缩套管

3、NTC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的压力选型时留意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,OK,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型这个假如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电容选择须要与共模电感协作测试传导与辐射才能定容值，一般状况为功率越大X电容越大

6、假如认证有输入L,N的放电时间要求，须要在X电容下放2并2串的电阻给电容放电

7、桥堆的选择一般须要考虑桥堆能过得浪涌电流，耐压和散热，防止雷击时坏掉

8、VCC启动电阻留意启动电阻的功耗，主要是耐压值，1206一般耐压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,依据电解电容容值的最小状况80%容值设计，不同厂家和不同的设计阅历有点出入，有一点要留意一般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，这个看品牌和详细的系列

10、输入电解电容上有并联一个小瓷片电容，这个平常体现不出来用处，在做传导抗扰度时有效果

11、RCD汲取部分R的取值对应MOSFET上的尖峰电压值，假如采纳贴片电阻需留意电压降额与功耗C一般取102/1031KV的高压瓷片，整改辐射时也有可能会改为薄膜电容效果好D一般用FR107,FR207,整改辐射时也有改为1N4007的状况或者其他的慢管，或者在D上套磁珠（K5A,K5c等材质）小功率电源，RC可以采纳TVS管替代，如P6KE160等

12、MOSFET的选择，起机和短路状况须要留意SOA高温时的电流降额，低温时的电压降额一般600V2-12A足够用与100W以内的反激，依据成原来权衡选型整改辐射时许多方法没有效果的时候，换个MOSFET就过了的状况常常有

13、MOSFET的驱动电阻一般采纳10R+20R,阻值大小对应开关速度，效率，温升这个参数须要整改辐射时调整

14、MOSFET的GATE到SOURCE端须要增加一个1OK-1OOK的电阻放电

15、MOSFET的SOURCE到GND之间有个Isense电阻，功率尽量选大，尽量采纳绕线无感电阻功率小，或者有感电阻短路时有遇到过炸机现象

16、Isense电阻到IC的Isense增加1个RC,取值1K,331,调试时可能有作用，假如采纳这个TEA1832电路为参考，增加一个C并联到GND

17、不同的IC外围引脚参考设计手册即可，依据自己的阅历在IC引脚处放滤波电容

18、变压器的设计，反激变压器设计论坛里面探讨许多，不多说还是考虑成本，尽量不在变压器里面加屏蔽层，顶多在变压器外面加个十字屏蔽变压器肯定要验算delta B值，防止高温时磁芯饱和delta B=L*Ipk/N*Ae,LuH,Ipk A,N为初级砸数T,Ae mm2参考TDG公司的磁芯特性0100℃饱和磁通密度390mT,剩磁55mT,所以△B值一般取330mT以内，出现异样状况不饱和，一般取值小于300mT以内我之前做反激变压器取值都是小于

0.3的附，学习zhangyiping的阅历所以一般的磁通密度选择1500高斯，变压器小的可以选大一些，变压器大的要选小一些，频呆高的减小频录低的可以大一些吧变压器的VCC协助绕组尽量用2根以上的线并绕，之前很大批量时有遇到过有几个协助绕组轻载电压不够或者重载时VCC过压的状况，2跟以上的VCC协助绕线能尽量耦合更好解决电压差异大这个问题附注有爱好验证这个公式的话，可以在最低电压输入，输出负载不断增加，看到变压器饱和波形，饱和时计算结果应当是500mT左右25℃时饱和磁通密度510mT o借鉴TDG的磁芯基本特征图

19、输出二极管效率要求高时，可以采纳超低压降的肖特基二极管，成本要求高时可以用超快复原二极管

20、输出二极管并联的RC用于抑制电压尖峰，同时也对辐射有抑制

21、光耦与431的协作，光耦的二极管两端可以增加一个IK-3K左右的电阻，Vout串联到光耦的电阻取值一般在100欧姆-1K之间431上的C与RC用于调整环路稳定，动态响应等

22、Vout的检测电阻须要有1mA左右的电流，电流太小输出误差大，电流太大，影响待机功耗

23、输出电容选择，输出电容的纹波电流大约等于输出电流，在选择电容时纹波电流放大

1.2倍以上考虑

24、2个输出电容之间可以增加一个小电感，有助于抑制辐射干扰，有了小电感后，第一个输出电容的纹波电流就会比其次个输出电容的纹波电流大许多，所以许多电路里面第一个电容容量大，其次个电容容量较小

25、输出Vout端可以增加一个共模电感与104电容并联，有助于传导与辐射，还能降低纹波峰峰值

26、须要做恒流的状况可以采纳专业芯片，AP4310或者TSM103等类似芯片做，用431+358都行，留意VCC的电压范围，环路调整也差不多

27、有多路输出负载状况的话，电源的主反馈电路肯定要有固定输出，或者假负载，否则会因为耦合，burst模式等问题导致其他路输出电压不稳定

28、初级次级的大地之间有接个Y电容，一般容量小于或等于222,则漏电流小于

0.25mA,不同的产品认证对漏电流是有要求的，需留意算下来这么多，电子元器件基本能定型了，整个初略的B0M可以评审并参考报价了B0M中元器件可以多放几个品牌便利核成本如客户有特殊要求，可以在电路里面增加功能电路实现如不能实现，找寻新的IC来完成，相等功率和频率下，IC的更改对外围器件影响不大如客户温度范围的要求比较高，对应元器件的选项须要参考元器件运用温度和降额运用开关电源PC B设计

1、PCB对应的SCH网络要对应，便利后续更新，花不了多少时间的

2、PCB的元器件封装，标准库里面的按实际状况须要更改，贴片元件焊盘加大；插件元件的孔径比元件管脚大O.3mm,焊盘直径大于孔

0.8mm以上，焊盘大些便利焊接，元器件过波峰焊也简单上锡，PCB厂家做出来也不简单破孔还有许多细微环节的东西多了解些对生产是很大的功劳啊

3、安规的要求在PCB上的体现，保险丝的安规输入到输出距离3mm以上，保险丝带型号须要印在PCB上PCB的板材也有不同的安规要求，对应须要做的认证与***商沟通能否满意要求相应的认证编号需印到PCB上初级到次级的距离8mm以上，Y电容留意选择Y1还是Y2的，跨距也要求8mm以上，变压器的初级与次级，用挡墙或者次级用三层绝缘线飞线等方法做爬电距离

4、桥堆前L,N走线距离

2.5mm以上，桥堆后高压距离

2.5mm以上走线为大电流回路先走，面积越小越好信号线远离大电流走线，避开干扰，IC信号检测部分的滤波电容靠近IC,信号地与功率地分开走，星形接地，或者单点接地，最终汇总到大电容的弓I脚，避开调试时信号受干扰，或者抗扰度出状况

5、IC方向，贴片元器件的方向，尽量放到整排整列，便利过波峰焊上锡，提高产线效率，避开阴影效应，连锡，虚焊等问题出现

6、打AI的元器件须要依据相应的规则放置元器件，之前看过一个日本的PCB,焊盘做成水滴状，AI元件的引脚刚好在水滴状的焊盘上，美丽

7、PCB上的走线对辐射影响比较大，可以参考相关书籍还有1种状况，PCB当单面板布线，弄完后，在顶层敷整块铜皮接大电容地，抑制传导和辐射很有效果

8、布线时，还须要考虑雷击，ESD时或其他干扰的电流路径，会不会影响ICo开关电源调试

1、万用表先测试主电流回路上的二极管，MOSFET,有没有短路，有没有装反，变压器的感量与漏感是否都有测试，变压器同名端有没有绕错

2、起先上电，我的习惯是先上100V的低压，PWM没有输出用示波器看VCC,PWM脚，VCC上升到启动电压，PWM没有输出检查各引脚的爱护功能是否被触发，或者参数不对找不到问题，查看IC的上电时序图，或者IC的datasheet里面IC启动的条件示波器运用时需留意，3芯插头的地线要拔掉，不拔掉的话最好采纳隔离探头挂波形，要不怎么炸机的都不知道用2个以上的探头时，2根探头的COM端接同1个点，避开影响电路，或者夹错位置烧东西

3、IC启动问题解决了，PWM有输出，发觉启动时变压器啸叫挂MOSFET的电流波形，或者看Isense脚底波形是否是三角波，有可能是饱和波形，有可能是方波需重新核算AB,还有种状况，VCC绕组与主绕组绕错位置也有输出短路的状况，还有RCD汲取部分的问题，甚至还遇到过TVS坏了短路的状况

4、输出有了，但是输出电压不对，或者高了，或者低了这个须要推断是初级到问题，还是次级的问题挂输出二极管电压电流波形，是否是正常的反激波形，波形不对，估计就是同名端反了检查光耦是否损坏，光耦正常，采纳稳压管+1K电阻替换431的位置，即可推断输出反馈431部分，或者恒流，或者过载爱护等爱护的动作常见问题，光耦脚位画错，导致反馈到不了前级431封装弄错，一般431的封装有2种，脚位有镜像了的同名端的问题会导致输出电压不对

5、输出电压正常了，但是不是精确的12V或者24V,这个时候一般采纳2个电阻并联的方式来调整到精确电压采样电阻必需是1%或者

0.5%

6、输出能带载了，带满载变压器有响声，输出电压纹波大挂PWM波形，是否有大小波或者开几十个周期，停几十个周期，这样的状况调整环路431上的C与RC,现在的许多IC内部都已经集成了补偿，环路都比较好调整环路调整没有效果，可以计算下电感感量太大或者太小，也可以重新核算Isense电阻，是否IC已经认为Isense电阻电压较小，IC工作在brust mode可以更改Isense电阻阻值测试

7、凹凸压都能带满载了，波形也正常了测试电源效率，输入90V与264V时效率尽量做到一样（改占空比，匝比），便利后续安规测试温升电源效率一般参考老机种效率，或者查能效等级里面的标准参考

8、输出纹波测试，一般都有要求用47UF+104,或者10UF+104电容测试这个电解电容的容值影响纹波电压，电容的高频低阻特性（不同品牌和系列）也会影响纹波电压示波器测试纹波时探头上用弹簧测摸索头测试可以避开干扰尖峰输出纹波搞不定的状况下，可以改容量，改电容的系列，甚至考虑采纳固态电容

9、输出过流爱护，客户要求精度高的，要在次级放电流爱护电路，要求精度不高的，一般初级做过流爱护，大部分IC都有集成过流或者过功率爱护过流爱护一般放大L1-

1.5倍输出电流最大输出电流时，元器件的应力都须要测试，并留有余量电流爱护如增加反馈环路可以做成恒流模式，无反馈环路一般为打嗝爱护模式做好过流爱护还须要测试满载+电解电容的测试，客户端有时提出的要求并未给出是否是容性负载，能带多大的电容起机测试了后心里比较有底

10、输出过压爱护，稳定性要求高的客户会要求放2个光耦，1个正常工作的，一个是做过压爱护的无要求的，在VCC的协助绕组处增加过压爱护电路，或者IC里面已经有集成的过压爱护，外围器件很少

11、过温爱护一般要看详细状况添加的，安规做高温测试时对温度都有要求，能满意安规要求温度都还可以，除非环境困难或者异样状况，须要增加过温爱护电路

12、启动时间，一般要求为2S,或者3s内起机，都比较好做，待机功耗做到很低功率的方案，一般IC都考虑好了没有什么问题

13、上升时间和过冲，这个通过调整软启动和环路响应实现

14、负载调整率和线性调整率都是通过调整环路响应来实现

15、保持时间，更改输入大电容容量即可

16、输出短路爱护，现在IC的短路爱护越做越好，一般短路时，IC的VCC协助绕组电压低，IC靠启动电阻供电，IC启动后，Isense脚检测过流会做短路爱护，停止PWM输出一般在264V输入时短路功率最大，短路功率限制住2W以内比较平安短路时须要测试MOSFET的电流与电压，并通过查看MOSFET的SOA图（平安工作区）对应短路是否超出设计范围

17、空载起机后，输出电压跳有可能是轻载时VCC的协助绕组感应电压低导致，增加VCC绕组匝数，还有可能是输出反馈环路不稳定，须要更新环路参数

18、带载起机或者空载切重载时电压起不来重载时，VCC协助绕组电压高，需查看是否过压，或者是过流爱护动作还有变压器设计时依据正常输出带载设计，导致重载或者过流爱护前变压器饱和

19、元器件的应力都应测试，满载、过载、异样测试时元器件应力都应有余量，余量大小看公司规定和成本考虑性能测试与调试基本完成调试时把自己想成是设计这颗IC的人，就能好好理解IC的工作状况并快速解决问题这些全都按记忆写的，有点乱，有些没有记录到，后续想到了再补上O等测试之前EMC

1、温升测试，45℃烤箱环境，输入90,264时变压器磁芯，线包不超过110℃,PCB在130c以内其他的元器件详细值参考下安规要求，温度最难整的一般都是变压器

2、绝缘耐压测试DC500V,阻值大于100MQ,初次级打AC3000V时间60S/J、于10mA,产线量产可以打AC3600V,6So建议采纳直流电压DC4242打耐压耐压电流设置10mA,测试过程中测试仪器报警，要检查初次级距离，初级到外壳，次级到外壳距离，能把测试室拉上窗帘更好，能快速找到放电的位置的电火花

3、对地阻抗，一般要小于

0.1，测试条件电流40A

4、ESD一般要求接触4K,空气8K,有个电阻电容模型问题一般会把等级提高了打，打到最高的接触8K,空气15K打ESD时，共模电感底下有放电针的话，放电针会放电电源的ESD还会在散热器与不同元器件之间打火，一般是距离问题和PCB的layout问题打ESD打至U15K把电源打坏就知道自己做的电源能抗多大的电压，做安规认证时，心里有底假如客户有要求更高的电压也知道怎么处理参考EN61000-4-

25、EFT这个没有出现过问题2KV参考EN61000-4-

46、雷击，差模1K,共模2K,采纳压敏14D471,有输入大电解，走线没有大问题基本PASS遇到过雷击不过的状况，小功率5W10W的打挂了，采纳能抗雷击的电解电容单极PFC做反激打挂了MOSFET,在输入桥堆后加入二极管与电解电容串联，电容汲取能量LED电源打2K与4K的状况，4KV就要采纳压敏电阻+GDT的形式参考EN61000-4-5EFT,ESD,SURGE有A周C等级一般要A等级干扰对电源无影响

7、低温起机一般便宜的电源，温度范围是0-45℃,贵的，工业类，或者LED什么的有要求-40℃-60℃,甚至到85℃-40C的时候输入NTC增大了N倍，输入电解电容明显不够用了，ESR很大，还有PFC假如用500V的MOSFET也是有点危急的（低温时MOSFET的耐压值变低）之前遇到过90V输入的时候输出电压跳，或者是LED闪几次才正常起来增加输入电容容量，改小NTC,增力口VCC电容，软启动时间加长，初级限流（输入容量不够，导致电压很低，电流很大，触发爱护）从L2倍放大到L5倍，IC的VCC绕组增加2T协助电压抬高；查找爱护线路是否太极限，低温被触发（如PFC过压易被触发）传导整改基本性能和安规基本问题解决掉，剩下个传导和辐射问题这个时候可以跟客户谈后续价格，自己优化下线路跟安规工程师确认安规问题，跟产线的工程师确认后续PCB上元器件是否须要做位置的更改，产线是否便利操作等问题或者有打AI,过回流焊波峰焊的问题，刚好对元器件调整

1、传导和辐射测试大家看得比较多，论坛里面也讲的多，事实上这个是个砸钱的事情砸钱砸多了，自然就会了，整改也就快了能改的地方就那么几个

1、这个里面看不见的，特殊重要的就算是PCB了，有厉害的可以找到PCB上的线，割断，换个走线方式就可以搞掉3个dB,余量就有了

2、一般看到笔记本电源适配器，接电脑的部分就有个很丑的坨，这个就是个EMI滤波器，从适配器出线的部分到笔记本电脑这么长的距离，可以看成是1条天线，增加一个滤波器，就可以滤除损耗所以一般开关电源的输出端有一个滤波电感，效果也是一样的

3、输入滤波电感，功率小的，UU型很好用，功率大的基本用环型和ET型公司有传导试验室或者传导仪器的倒是可以有想法了就去折腾下要是要去第三方试验室的就比较苦痛了，光整改材料都要带一堆滤波电感用高导的10K材料比较好，对传导辐射抑制效果都不错，假如传导差的话，可以改12K,15K的，辐射差的话可以改5K,7K的材质

4、输入X电容，能用小就用小，主要是占地方这个要协作滤波电感调整的

5、Y电容，初次级没有装Y电容，或者Y电容很小的话一般从150K-30M都是飘的，或者飞出限值了的，装个471-222就差不多了Y电容的接法干脆影响传导与辐射的测试数据，一般为初级地接次级的地，也有初级高压，接次级地，或者放2个Y电容初级高压和初级地都接次级的地，没有调好之前谁也说不准的Y电容上串磁珠，对10MHz以上有效果，但也不全是每个人调试传导辐射的方法和方式都有差异机种也不同，问题也不同，所以或许我的方法只适合我自己用无Y方案大部分是靠变更变压器来做的，而且功率不好做大

6、MOSFET汲取，DS干脆顶多能接个221,要不温度就太高了，一般47pF,lOOpFo RCD汲取，可以在C上串个10-47Q电阻汲取尖峰还可以在D上串10-100Q的电阻，MOSFET的驱动电阻也可以改为100Q以内

7、输出二极管的汲取，一般采纳RC汲取足够了

8、变压器，变压器有铜箔屏蔽和线屏蔽，铜箔屏蔽对传导效果好，线屏蔽对辐射效果好至于初包次，次包初，还有些其他的绕法都是为了好过传导辐射

9、对于PFC做反激电源的，输入部分还须要增加差模电感一般用棒形电感，或者铁粉芯的黄白环做

10、整改传导的时候在10-30MHZ部分尽量压低到有15-20dB余量，那样辐射比较好整改开关频率一般在65KHz,看传导的时候可以看到65K的倍频位置，一般都有很高的值总之传导的现象可以看成是功率器件的开关引起的振荡在输入线上被放大了显示出来，避开振荡信号出去就要避开高频振荡，或者把高频振荡汲取掉，损耗掉，以至于显示出来的时候不超标辐射整改

1、PCB的走线依据布线规则来做即可当PCB有空间的时候可以放2个丫电容的位置初级大电容的+到次级地；初级大电容-到次级地，整改辐射的时候可以调整

2、对于2芯输入的，Y电容除了上述接法还可以在LN输入端，保险丝之后接成Y型，再接次级的地，3芯输入时，Y电容可以从输入输出地接到输入大地来测试

3、磁珠在辐射中间很重要，以前用过的材料是K5A,K5C,磁珠的阻抗曲线与磁芯大小和尺寸有关如图所示，不同的磁珠对不同的频率阻抗曲线不同但是都是把高频杂波损耗掉，成了热量30MIIz-500MHz一般MOSFET,输出二极管，RCDo汲取的D,桥堆，Y电容都可以套磁珠来做测试

4、输入共模电感假如是2级滤波，第一级的滤波电感可以考虑用

0.5-5niH左右的感量，蝶形绕法，5KT0K材质绕制，第一级对辐射压制效果好假如是3芯输入，可以在输入端进线处用三层绝缘线在K5A等同材质绕3-10圈，效果巨好

5、输出共模电感，一般采纳高导磁芯5K-10K的材料，特殊状况辐射搞不定也可以改为K5A等同材质

6、MOSFET,漏极上串入磁珠，输入电阻加大，DS干脆并联22-220pF高压瓷片电容可以改善辐射能量，也可以换不同电流值的MOS,或者不同品牌的MOSFET测试

7、输出二极管，二极管上套磁珠可以改善辐射能量二极管上的RC汲取也对辐射有影响也可以换不同电流值来测试，或者更换品牌

8、RCD汲取，C更改容量，R改阻值，D可以用FR107,FR207改为慢管，但是须要留意慢管的温度RCD里面的C可以串小阻值电阻

9、VCC的绕组上也有二极管，这个二极管也对辐射影响大，一般实行套磁珠，或者将二极管改为1N4007或者其他的慢管

10、最关键的变压器能少加屏蔽就少加屏蔽，没方法的状况也只能变更压器To变压器里面的铜箔屏蔽对辐射影响大，线屏蔽是最有效果的一般改不动的时候才去变更压器

11、辐射整改时的效率套满磁珠的电源先做测试，PASS的状况，再逐个剪掉磁珠fail的状况，在输入输出端来套磁环，推断辐射信号是从输入还是输动身射出来的套了磁环还是fail的话，证明辐射能量是从板子上出来的这个时候要找试验室的兄弟搞个探头来测试，看看是哪个元器件辐射的能量最大，哪个原件在超出限值的频率点能量最高，再对对应的元件整改辐射的现象可以看成是功率器件在高速开关状况下，寄生参数引起的振荡在不同的天线上放射出去，被天线接收放大了显示出来，避开振荡信号出去就要避开高频振荡，变更振荡频率或者把高频振荡汲取掉，损耗掉，以至于显示出来值的时候不超标磁珠的运用有个须要留意的地方，套住MOSFET的时候，MOSFET最好是要打K脚，套入磁珠后点胶固定，假如磁珠松动，可能导电引起MOSFET短路有空间的状况下尽量采纳带线磁珠PCB改版定型与试产传导辐射整改完成后，PCB可以定型了，最好依据生产的工艺要求来做改善，更新一版PCB,避开生产时遇到问题

1、验证电源的时刻到了，客户要求，规格书电源样品拿给测试验证组做测试验证了之前问题都解决了的话，验证组是没问题的，到时间拿报告就可以To

2、打算小批量试产，走流程，打算物料，整理BOM与供应样机给生产部同事

3、打算做认证的材料（保险丝，MOSFET等元器件）与样机以及做认证的关键元器件清单等文档性材料关键元器件清单里面的元件一般写3个以上的***商认证号肯定要对准，错了的话，后续审厂会有不必要的麻烦剩下的都是一些基本的沟通问题了做认证时遇到过做认证的时候温升超标了的，只能加导热胶导出去或者提高效率，把传导与辐射的余量放小这种问题一般是自己做测试时余量留得太少，很难遇到的

4、一般认证2个月左右能拿到的2个月的时间足够把试产做好了

5、试产问题基本上都是要改大焊盘，插件的孔大小更改，丝印位置的更改等

6、试产的测试按IPS和产线测试的规章制度完成遇到过裸板耐压打不过的，缘由竟然是把裸板放在绿色的静电皮上操作；也有是麦拉片折痕处贴的胶带磨损了

7、输入有大电容的电源，须要要求测试的工序里面增加一条，测试完毕给大电容放电的一个操作流程

8、试产完成后开个试产总结会，试产PASS,PCB可以开模了量产基本上是不会找到研发工程师了，顶多就是替代料的事宜

9、做完一个产品，给自己写点总结什么的，其中的阅历教训，或者是有点失败的地方，或者是不同IC的特点项目做多了，自然就会了整个开发过程中都是一个团队的协作，所以很厉害的工程师，沟通实力也是很强的，研发一个产品要跟许多部门打交道，技术类的书要看，技术问题也要探讨，同时沟通与礼仪方面的学问也要学习，有这些前提条件，开发起来也就简单多了。