从事电源产品设计的历程,感触颇深,借着这篇文章主要想总结一下这些年来自己在单端反激式开关电源设计方面的一些经验和技巧,期间走了太多的弯路,也吸取了很多的教训,当然也仍然有很多的不解,由于主题涉及的知识面比较广,内容篇幅也比较多,先来个框架,我们大家一起来一步一步学习反激式开关电源的设计,欢迎大家猛烈拍砖,如有纰漏还请大神们指正~
★★★★★★★★ 一步一步精通单端反激式开关电源设计计算工具V1.8 (持续优化中)★★★★★★★★(391楼)
■步骤1_确定应用需求(2楼)
_实例(139楼)
■步骤2_根据应用需求选择反馈电路和偏置电压(5楼)
_实例(140楼)
■步骤3_确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX,并基于输入电压和PO选择输入存储电容CIN的容量(6楼)
3.1、选择输入存储电容CIN的容量
3.2、确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX.
_实例(141楼)
■步骤4_输入整流桥的选择(8楼)
_实例(145楼)
■步骤5_确定反射的输出电压VOR以及钳位稳压管电压VCLO(9楼)
_实例(150楼)
■步骤6_对应相应的工作模式及电流波形设定电流波形参数KP:当KP≤1时,KP=KRP;当KP≥1时,KP=KDP(15楼)
_实例(151楼)
■步骤7_根据VMIN和VOR确定DMAX(16楼)
_实例(152楼)
■步骤8_计算初级峰值电流IP、输入平均电流IAVG和初级RMS电流IRMS(17楼)
_实例(153楼)
■步骤9_基于AC输入电压,VO、PO以及效率选定MOS管芯片(18楼)
_实例(154楼)
■步骤10_设定外部限流点降低的ILIMIT降低因数KI(19楼)
_实例(155楼)
■步骤11_通过IP和ILIMIT的比较验证MOS芯片选择的正确性(20楼)
_实例(156楼)
■步骤12_计算功率开关管热阻选择散热片验证MOS芯片选择的正确性(21楼)
_实例(157楼)
■步骤13_计算初级电感量LP(22楼)
_实例(158楼)
■步骤14_选择磁芯和骨架,再从磁芯和骨架的数据手册中得到Ae,le,AL,和BW的参考值(28楼)
_实例(159楼)
■步骤15_根据初级电感量大小以及磁芯参数计算初级绕组圈数NP(31楼)
_实例(162楼)
■步骤16_计算次级绕组圈数NS以及偏置绕组圈数NB(32楼)
_实例(163楼)
■步骤17_确定初级绕组线径参数OD、DIA、AWG(33楼)
_实例(166楼)
■步骤18_步骤23-检查BM、CMA以及Lg。如果有必要可以通过改变L、NP或NS或磁芯/骨架的方法对其进行迭代,直到满足规定的范围(34楼)
_实例(167楼)
■步骤24 –确认BP≤4200高斯。如有必要,减小限流点降低因数KI(35楼)
_实例(179楼)
■步骤25 –计算次级峰值电流ISP(36楼)
_实例(180楼)
■步骤26 –计算次级RMS电流ISRMS(45楼)
_实例(181楼)
■步骤27 –确定次级绕组线径参数ODS、DIAS、AWGS(48楼)
_实例(182楼)
■步骤28 –确定输出电容的纹波电流IRIPPLE(49楼)
_实例(184楼)
■步骤29 –确定次级及偏置绕组的最大峰值反向电压PIVS,PIVB(50楼)
_实例(185楼)
■步骤30 –根据VR和ID选择输出整流管(51楼)
_实例(186楼)
■步骤31 –输出电容的选择(66楼)
_实例(188楼)
■步骤32 –后级滤波器电感L和电容C的选择(70楼)
_实例(189楼)
■步骤33 –从表10选择偏置绕组的整流管(83楼)
_实例(190楼)
■步骤34 –偏置绕组电容的选择(85楼)
_实例(191楼)
■步骤35 –控制极引脚电容及串联电阻的选择(86楼)
_实例(192楼)
■步骤36 –根据图3、4、5及6中所示的参考反馈电路的类型,选用相应的反馈电路元件(88楼)
_实例(193楼)
■步骤37 –环路动态补偿设计,以TOP-GX系列芯片为例
37.1 、TL431工作条件分析(95楼)
37.2 、零极点基础知识(96楼)
37.3 、TOPSWITCH控制环路分析基础知识(98楼)
37.4 、TOPSWITCH控制环路分析(100楼)
■一步一步精通单端反激式开关电源设计计算工具V1.1与PI EXPERT设计结果验证对比报告(312~313楼)
*电路调试问题总结
一、解决MOS管温升过高问题(202楼)
二、解决输出整流管温升过高问题(210楼)
三、解决上电时输出过冲幅度太大的问题(211楼)
四、解决输出电压100HZ工频纹波太大的问题(212楼)
五、解决高频变压器温升过高问题(215楼)
六、提高开关电源效率问题(216楼)
七、解决变压器高频啸叫问题(220楼)
八、以初级峰值电流为例验证设计裕量的重要性(226楼)
九、关于SOT-23封装和TO-92封装TL431使用心得(232楼)
十、最坏条件测试一——最大漏极电压(233楼)
十一、最坏条件测试二——最大漏极电流(234楼)
十二、最坏条件测试三——主要功率元件热检查(235楼)
十三、对制成成品后的开关电源板进行三防漆喷漆工艺处理(272楼)
十四、关于变压器开气隙位置的建议(275楼)
十五、关于变压器开气隙方式的建议(276楼)
十六、关于匝比不变的情况下增加和减少变压器匝数的影响(284楼)
十七、从开关应力角度深入理解反射电压VOR的选择范围(290楼)
十八、关于工程上磁芯开气隙的大小建议(293楼)
十九、关于峰值磁通密度验证时的大小建议(295楼)
二十、关于计算绕组匝数时使用的最大交流工作磁通密度BM和最后设计验证时验证的BM的关系(296楼)
二十一、关于选用绕组线径大小和绕组股数层数的建议(308楼)
二十二、关于计算初级绕组电感量时使用储能方程式还是脉动电流方程式的问题(360楼)
二十三、输出二极管RC吸收电路的参数设计(待验证)(399楼)
*PCB LAYOUT几点注意事项
PCB LAYOUT技巧一:关于浪涌防护电路(237楼)
PCB LAYOUT技巧二:关于L和N走线层的建议(238楼)
PCB LAYOUT技巧三:关于散热片下方走线时建议打白油处理(241楼)
PCB LAYOUT技巧四:关于用多个元件串并联代替单个元件的建议(245楼)
PCB LAYOUT技巧五:建议设计时预留关键测量信号的测试点(246楼)
PCB LAYOUT技巧六:建议通用件至少预留两种通用封装(251楼)
PCB LAYOUT技巧七:对绝缘耐压有要求的场合或大的功率元件下方PCB板建议间隔性开孔处理(270楼)
PCB LAYOUT技巧八:正确选择单点接地(271楼)
*电气参数测量注意事项
一、MOSFET开关管漏极电压的测量(252楼)
二、测量整流桥输出电压(253楼)
三、测量电源效率的测量方法(254楼)
四、主要功率元件温升的测量(256楼)
五、输出纹波测试注意事项(258楼)
六、输出电压上升/下降时间测试注意事项(262楼)
*实例常规性能测试结果
一、实例功率因素、效率和能效测试结果(259楼)
二、实例输出纹波测试结果(260楼)
三、实例输出电压上升/下降时间测试结果(261楼)
四、实例输出过冲幅度测试结果(263楼)
五、实例MOS开关管漏极、栅极工作波形测试结果(264楼)
六、实例输出过流保护测试结果(265楼)
七、实例输出短路保护测试结果(266楼)
八、实例负载调整率测试结果(269楼)
※附件1—— 《一步一步精通单端反激式开关电源设计》WORD版(119楼)
※附件2—— 实例讲解原理图(SCH)设计源文件(194楼)
※附件3——TDK磁性材料与骨架参考资料(183楼)
※备注1—— 关于散热片热阻和面积的简单关系(122楼)
※备注2—— 波特图绘制软件MATHCAD15下载链接(277楼)
※备注3—— 很好的开关电源入门软件PIExpertSuiteSetup64下载链接(278楼)