這些年都用到了很多的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(BUCK,BOOST,FLYBACK,LLC)，設(shè)計(jì)產(chǎn)品，做認(rèn)證，到量產(chǎn)，設(shè)計(jì)中和調(diào)試時(shí)種種意想不到的情況時(shí)有發(fā)生，算算還是挺有意思的。

按照流水賬方式做個(gè)記錄，順便自己也可以復(fù)習(xí)一下之前的知識(shí)點(diǎn),有不對(duì)的地方還望大家批評(píng)指正。

BUCK電路降壓電路輸出電壓小于輸入電壓。

調(diào)試中碰到的問(wèn)題

PWM占空比不穩(wěn)定，大小波，負(fù)載切載時(shí)輸出有抖動(dòng)，起機(jī)過(guò)沖，滿載起機(jī)抖動(dòng)，批量生產(chǎn)有少量IC損壞。EMC的問(wèn)題，輻射超標(biāo)。

1PWM占空比不穩(wěn)定，大小波?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)環(huán)路參數(shù)來(lái)處理，如圖上的C2，R2，C1,R1。設(shè)計(jì)可以參考《開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)第三版》第12章圖12.12。對(duì)于改這2個(gè)參數(shù)無(wú)效果的那就要反推設(shè)計(jì)中的電感和電容是否合適，直接點(diǎn)就是看電感的電流波形，采用電感的串并聯(lián)觀察PWM波形變化。另外，IC的占空比如果在極限附近，如占空比90%，工作時(shí)達(dá)到88%同樣也會(huì)影響PWM的大小波，這個(gè)時(shí)候要考慮是否更換占空比更大的IC。

7選型需要注意的部分，開(kāi)關(guān)器件都有最大電壓和電流的范圍，要掛波形看管子的應(yīng)力是否有余量，如果有-40℃的設(shè)計(jì)要降額，MOSFET的DS電壓會(huì)下降，電容的容量下降，ESR增大，高溫情況需看電感的參數(shù)，外購(gòu)的電感溫度范圍一般在85℃，如果電感溫度過(guò)高，環(huán)境溫度過(guò)高會(huì)有匝間短路的風(fēng)險(xiǎn)。

BOOST電路做的案子不多，碰到的問(wèn)題比較少，有用模擬IC做的，也有用單片機(jī)做的，感覺(jué)這個(gè)環(huán)路比BUCK容易調(diào)整(之前的案子，功率小于60W)。

碰到過(guò)很小的體積做LED60W電源，溫度不好整，最后用了鐵硅鋁的磁環(huán)搞定了。

FLYBACK這個(gè)是小功率電源應(yīng)用很廣泛的拓?fù)淞?，大家分析也是特別多的。

我講講一款產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)流程好了，以及其中碰到的問(wèn)題和一些經(jīng)驗(yàn)。

借鑒下NXP的這個(gè)TEA1832圖紙做個(gè)說(shuō)明。分析里面的電路參數(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化并做到認(rèn)證至量產(chǎn)。

在所有的元器件中盡量選擇公司倉(cāng)庫(kù)里面的元件，和量大的元件，方便后續(xù)降成本拿價(jià)格。

貼片電阻采用0603的5%，0805的5%，1%，貼片電容容值越大價(jià)格越高，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮。

1輸入端，F(xiàn)USE選擇需要考慮到I2T參數(shù)。保險(xiǎn)絲的分類(lèi)，快斷，慢斷，電流，電壓值，保險(xiǎn)絲的認(rèn)證是否齊全。保險(xiǎn)絲前的安規(guī)距離2.5mm以上。設(shè)計(jì)時(shí)盡量放到3mm以上。需考慮打雷擊時(shí)，保險(xiǎn)絲I2T是否有余量，會(huì)不會(huì)打掛掉。

原理圖定型后就可以開(kāi)始畫(huà)PCB了。

PCB與元器件回來(lái)就可以開(kāi)始制樣做功能調(diào)試了。

6輸出能帶載了，帶滿載變壓器有響聲，輸出電壓紋波大。掛PWM波形，是否有大小波或者開(kāi)幾十個(gè)周期，停幾十個(gè)周期，這樣的情況調(diào)節(jié)環(huán)路。431上的C與RC，現(xiàn)在的很多IC內(nèi)部都已經(jīng)集成了補(bǔ)償，環(huán)路都比較好調(diào)整。環(huán)路調(diào)節(jié)沒(méi)有效果，可以計(jì)算下電感感量太大或者太小，也可以重新核算Isense電阻，是否IC已經(jīng)認(rèn)為Isense電阻電壓較小，IC工作在brust mode。可以更改Isense電阻阻值測(cè)試。

7高低壓都能帶滿載了，波形也正常了。測(cè)試電源效率，輸入90V與264V時(shí)效率盡量做到一致(改占空比，匝比)，方便后續(xù)安規(guī)測(cè)試溫升。電源效率一般參考老機(jī)種效率，或者查能效等級(jí)里面的標(biāo)準(zhǔn)參考。

8輸出紋波測(cè)試，一般都有要求用47uF+104,或者10uF+104電容測(cè)試。這個(gè)電解電容的容值影響紋波電壓，電容的高頻低阻特性(不同品牌和系列)也會(huì)影響紋波電壓。示波器測(cè)試紋波時(shí)探頭上用彈簧測(cè)試探頭測(cè)試可以避免干擾尖峰。輸出紋波搞不定的情況下，可以改容量，改電容的系列，甚至考慮采用固態(tài)電容。

9輸出過(guò)流保護(hù)，客戶要求精度高的，要在次級(jí)放電流保護(hù)電路，要求精度不高的，一般初級(jí)做過(guò)流保護(hù)，大部分IC都有集成過(guò)流或者過(guò)功率保護(hù)。過(guò)流保護(hù)一般放大1.1-1.5倍輸出電流。最大輸出電流時(shí)，元器件的應(yīng)力都需要測(cè)試，并留有余量。電流保護(hù)如增加反饋環(huán)路可以做成恒流模式，無(wú)反饋環(huán)路一般為打嗝保護(hù)模式。做好過(guò)流保護(hù)還需要測(cè)試滿載+電解電容的測(cè)試，客戶端有時(shí)提出的要求并未給出是否是容性負(fù)載，能帶多大的電容起機(jī)測(cè)試了后心里比較有底。

10輸出過(guò)壓保護(hù)，穩(wěn)定性要求高的客戶會(huì)要求放2個(gè)光耦，1個(gè)正常工作的，一個(gè)是做過(guò)壓保護(hù)的。無(wú)要求的，在VCC的輔助繞組處增加過(guò)壓保護(hù)電路，或者IC里面已經(jīng)有集成的過(guò)壓保護(hù)，外圍器件很少。

11過(guò)溫保護(hù)一般要看具體情況添加的，安規(guī)做高溫測(cè)試時(shí)對(duì)溫度都有要求，能滿足安規(guī)要求溫度都還可以，除非環(huán)境復(fù)雜或者異常情況，需要增加過(guò)溫保護(hù)電路。

12啟動(dòng)時(shí)間，一般要求為2S,或者3S內(nèi)起機(jī)，都比較好做，待機(jī)功耗做到很低功率的方案，一般IC都考慮好了。沒(méi)有什么問(wèn)題。

13上升時(shí)間和過(guò)沖，這個(gè)通過(guò)調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)和環(huán)路響應(yīng)實(shí)現(xiàn)。

14負(fù)載調(diào)整率和線性調(diào)整率都是通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)路響應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

15保持時(shí)間，更改輸入大電容容量即可。

16輸出短路保護(hù)，現(xiàn)在IC的短路保護(hù)越做越好，一般短路時(shí)，IC的VCC輔助繞組電壓低，IC靠啟動(dòng)電阻供電，IC啟動(dòng)后，Isense腳檢測(cè)過(guò)流會(huì)做短路保護(hù)，停止PWM輸出。一般在264V輸入時(shí)短路功率最大，短路功率控制住2W以內(nèi)比較安全。短路時(shí)需要測(cè)試MOSFET的電流與電壓，并通過(guò)查看 MOSFET的SOA圖(安全工作區(qū))對(duì)應(yīng)短路是否超出設(shè)計(jì)范圍。

其他異常情況和注意：

1空載起機(jī)后，輸出電壓跳。有可能是輕載時(shí)VCC的輔助繞組感應(yīng)電壓低導(dǎo)致，增加VCC繞組匝數(shù)，還有可能是輸出反饋環(huán)路不穩(wěn)定，需要更新環(huán)路參數(shù)。

2帶載起機(jī)或者空載切重載時(shí)電壓起不來(lái)。重載時(shí)，VCC輔助繞組電壓高，需查看是否過(guò)壓，或者是過(guò)流保護(hù)動(dòng)作。

還有變壓器設(shè)計(jì)時(shí)按照正常輸出帶載設(shè)計(jì)，導(dǎo)致重載或者過(guò)流保護(hù)前變壓器飽和。

3元器件的應(yīng)力都應(yīng)測(cè)試，滿載、過(guò)載、異常測(cè)試時(shí)元器件應(yīng)力都應(yīng)有余量，余量大小看公司規(guī)定和成本考慮。

性能測(cè)試與調(diào)試基本完成。調(diào)試時(shí)把自己想成是設(shè)計(jì)這顆IC的人，就能好好理解IC的工作情況并快速解決問(wèn)題。

這些全都按記憶寫(xiě)的，有點(diǎn)亂，有些沒(méi)有記錄到，后續(xù)想到了再補(bǔ)上。

基本性能測(cè)試后就要做安規(guī)EMC方面的準(zhǔn)備了。

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8低溫起機(jī)。一般便宜的電源，溫度范圍是0-45℃，貴的，工業(yè)類(lèi)，或者LED什么的有要求-40℃-60℃，甚至到85℃。-40℃的時(shí)候輸入NTC增大了N倍，輸入電解電容明顯不夠用了，ESR很大，還有PFC如果用500V的 MOSFET也是有點(diǎn)危險(xiǎn)的(低溫時(shí)MOSFET的耐壓值變低)。之前碰到過(guò)90V輸入的時(shí)候輸出電壓跳，或者是LED閃幾次才正常起來(lái)。增加輸入電容容量，改小NTC,增加VCC電容，軟啟動(dòng)時(shí)間加長(zhǎng)，初級(jí)限流(輸入容量不夠，導(dǎo)致電壓很低，電流很大，觸發(fā)保護(hù))從1.2倍放大到1.5倍，IC的VCC繞組增加2T輔助電壓抬高;查找保護(hù)線路是否太極限，低溫被觸發(fā)(如PFC過(guò)壓易被觸發(fā))。

基本性能和安規(guī)基本問(wèn)題解決掉，剩下個(gè)傳導(dǎo)和輻射問(wèn)題。這個(gè)時(shí)候可以跟客戶談后續(xù)價(jià)格，自己優(yōu)化下線路。

跟安規(guī)工程師確認(rèn)安規(guī)問(wèn)題，跟產(chǎn)線的工程師確認(rèn)后續(xù)PCB上元器件是否需要做位置的更改，產(chǎn)線是否方便操作等問(wèn)題。或者有打AI，過(guò)回流焊波峰焊的問(wèn)題，及時(shí)對(duì)元器件調(diào)整。

傳導(dǎo)和輻射測(cè)試大家看得比較多

網(wǎng)上論壇里面也講的多，實(shí)際上這個(gè)是個(gè)砸錢(qián)的事情。砸錢(qián)砸多了，自然就會(huì)了，整改也就快了。能改的地方就那么幾個(gè)。

6MOSFET吸收，DS直接頂多能接個(gè)221，要不溫度就太高了，一般47pF，100pF。RCD吸收，可以在C上串個(gè)10-47Ω電阻吸收尖峰。還可以在D上串10-100Ω的電阻，MOSFET的驅(qū)動(dòng)電阻也可以改為100Ω以內(nèi)。

7輸出二極管的吸收，一般采用RC吸收足夠了。

8變壓器，變壓器有銅箔屏蔽和線屏蔽，銅箔屏蔽對(duì)傳導(dǎo)效果好，線屏蔽對(duì)輻射效果好。至于初包次，次包初，還有些其他的繞法都是為了好過(guò)傳導(dǎo)輻射。

9對(duì)于PFC做反激電源的，輸入部分還需要增加差模電感。一般用棒形電感，或者鐵粉芯的黃白環(huán)做。

10整改傳導(dǎo)的時(shí)候在10-30MHz部分盡量壓低到有15-20dB余量，那樣輻射比較好整改。

開(kāi)關(guān)頻率一般在65KHz，看傳導(dǎo)的時(shí)候可以看到65K的倍頻位置，一般都有很高的值。

總之：傳導(dǎo)的現(xiàn)象可以看成是功率器件的開(kāi)關(guān)引起的振蕩在輸入線上被放大了顯示出來(lái)，避免振蕩信號(hào)出去就要避免高頻振蕩，或者把高頻振蕩吸收掉，損耗掉，以至于顯示出來(lái)的時(shí)候不超標(biāo)。

上個(gè)傳導(dǎo)的圖，僅供參考，之前傳導(dǎo)整改大致分了幾個(gè)區(qū)去調(diào)整的，有些細(xì)節(jié)不用太糾結(jié)。

每個(gè)人的整改經(jīng)驗(yàn)都還有所不同的，想法也有差異。

上個(gè)輻射的垂直于水平測(cè)試圖，僅供參考，之前的輻射整改大致分了幾個(gè)區(qū)去調(diào)整的，有些細(xì)節(jié)不用太糾結(jié)。

每個(gè)人的整改經(jīng)驗(yàn)都還有所不同的，想法也有差異。

電源的干擾一般在200MHz以后基本沒(méi)有了，垂直比較難整改，水平方向一般問(wèn)題不大，有DC/DC的情況水平方向干擾會(huì)大些。

輻射整改

1PCB的走線按照布線規(guī)則來(lái)做即可。當(dāng)PCB有空間的時(shí)候可以放2個(gè)Y電容的位置：初級(jí)大電容的+到次級(jí)地;初級(jí)大電容-到次級(jí)地，整改輻射的時(shí)候可以調(diào)整。

2對(duì)于2芯輸入的，Y電容除了上述接法還可以在L,N輸入端，保險(xiǎn)絲之后接成Y型，再接次級(jí)的地，3芯輸入時(shí)，Y電容可以從輸入輸出地接到輸入大地來(lái)測(cè)試。

3磁珠在輻射中間很重要，以前用過(guò)的材料是K5A,K5C，磁珠的阻抗曲線與磁芯大小和尺寸有關(guān)。如圖所示，不同的磁珠對(duì)不同的頻率阻抗曲線不同。但是都是把高頻雜波損耗掉，成了熱量(30MHz-500MHz)。一般MOSFET,輸出二極管，RCD吸收的D，橋堆，Y電容都可以套磁珠來(lái)做測(cè)試。

4輸入共模電感：如果是2級(jí)濾波，第一級(jí)的濾波電感可以考慮用0.5-5mH左右的感量，蝶形繞法，5K-10K材質(zhì)繞制，第一級(jí)對(duì)輻射壓制效果好。如果是3芯輸入，可以在輸入端進(jìn)線處用三層絕緣線在K5A等同材質(zhì)繞3-10圈，效果巨好。

5輸出共模電感，一般采用高導(dǎo)磁芯5K-10K的材料，特殊情況輻射搞不定也可以改為K5A等同材質(zhì)。

6MOSFET，漏極上串入磁珠，輸入電阻加大，DS直接并聯(lián)22-220pF高壓瓷片電容可以改善輻射能量，也可以換不同電流值的MOS，或者不同品牌的MOSFET測(cè)試。

7輸出二極管，二極管上套磁珠可以改善輻射能量。二極管上的RC吸收也對(duì)輻射有影響。也可以換不同電流值來(lái)測(cè)試，或者更換品牌。

8RCD吸收，C更改容量，R改阻值，D可以用FR107，F(xiàn)R207改為慢管，但是需要注意慢管的溫度。RCD里面的C可以串小阻值電阻。

9VCC的繞組上也有二極管，這個(gè)二極管也對(duì)輻射影響大，一般采取套磁珠，或者將二極管改為1N4007或者其他的慢管。

10最關(guān)鍵的變壓器。能少加屏蔽就少加屏蔽，沒(méi)辦法的情況也只能改變壓器了。變壓器里面的銅箔屏蔽對(duì)輻射影響大，線屏蔽是最有效果的。一般改不動(dòng)的時(shí)候才去改變壓器。

11輻射整改時(shí)的效率。套滿磁珠的電源先做測(cè)試，PASS的情況，再逐個(gè)剪掉磁珠。

fail的情況，在輸入輸出端來(lái)套磁環(huán)，判斷輻射信號(hào)是從輸入還是輸出發(fā)射出來(lái)的。

套了磁環(huán)還是fail的話，證明輻射能量是從板子上出來(lái)的。這個(gè)時(shí)候要找實(shí)驗(yàn)室的兄弟搞個(gè)探頭來(lái)測(cè)試，看看是哪個(gè)元器件輻射的能量最大，哪個(gè)原件在超出限值的頻率點(diǎn)能量最高，再對(duì)對(duì)應(yīng)的元件整改。

輻射的現(xiàn)象可以看成是功率器件在高速開(kāi)關(guān)情況下，寄生參數(shù)引起的振蕩在不同的天線上發(fā)射出去，被天線接收放大了顯示出來(lái)，避免振蕩信號(hào)出去就要避免高頻振蕩，改變振蕩頻率或者把高頻振蕩吸收掉，損耗掉，以至于顯示出來(lái)值的時(shí)候不超標(biāo)。

磁珠的運(yùn)用有個(gè)需要注意的地方，套住MOSFET的時(shí)候，MOSFET最好是要打K腳，套入磁珠后點(diǎn)膠固定，如果磁珠松動(dòng)，可能導(dǎo)電引起MOSFET短路。有空間的情況下盡量采用帶線磁珠。

傳導(dǎo)輻射整改完成后，PCB可以定型了，最好按照生產(chǎn)的工藝要求來(lái)做改善，更新一版PCB，避免生產(chǎn)時(shí)碰到問(wèn)題。

整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中都是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作，所以很厲害的工程師，溝通能力也是很強(qiáng)的，研發(fā)一個(gè)產(chǎn)品要跟很多部門(mén)打交道，技術(shù)類(lèi)的書(shū)要看，技術(shù)問(wèn)題也要探討，同時(shí)溝通與禮儀方面的知識(shí)也要學(xué)習(xí)，有這些前提條件，開(kāi)發(fā)起來(lái)也就容易多了。

一個(gè)項(xiàng)目做完，接著做下一個(gè)，一個(gè)接著一個(gè)，一不小心就做了好幾年了。

就會(huì)開(kāi)始迷茫了，開(kāi)始會(huì)胡思亂想，什么時(shí)候是個(gè)頭啊，什么的，想去探索著做自己沒(méi)有做過(guò)的，以及新技術(shù)的應(yīng)用等。同時(shí)也會(huì)發(fā)現(xiàn)剛?cè)腴T(mén)2年3年的弟兄處理問(wèn)題也不比自己差，又發(fā)現(xiàn)做的類(lèi)似的項(xiàng)目越來(lái)越容易了，憑經(jīng)驗(yàn)值可以得出什么樣的電源用什么芯片方案，磁性器件，開(kāi)關(guān)元器件等，成本什么的都可以了解到了，不同品牌的元器件的差異性，怎么去降成本，增加利潤(rùn)什么的?；蛘哂虚_(kāi)始轉(zhuǎn)行，做業(yè)務(wù)，做管理，開(kāi)始自己創(chuàng)業(yè)的想法等。

二極管

這個(gè)里面分類(lèi)很多，必須搞清楚二極管的工作原理。模擬電路的書(shū)里面講的比較抽象，還是需要看看半導(dǎo)體工藝，半導(dǎo)體制造，等其他的書(shū)來(lái)做個(gè)了解，二極管的 datasheet里面有很多參數(shù)與曲線，看不懂的情況直接網(wǎng)上搜索相關(guān)內(nèi)容，學(xué)校里面學(xué)的對(duì)于工程應(yīng)用來(lái)講還是太過(guò)于簡(jiǎn)單。學(xué)校只教了這個(gè)東西怎么工作，但是怎么選型，選肖特基，超快恢復(fù)，還是普通整流的還是其他類(lèi)型都沒(méi)有講。選型也需要做大量的前期工作，最簡(jiǎn)單的還是經(jīng)驗(yàn)值。在加班自學(xué)階段，自己做實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證二極管參數(shù)，二極管datasheet里面的很多參數(shù)可以自己用些方法測(cè)試出來(lái)，網(wǎng)上一般能找到。做二極管的實(shí)驗(yàn)測(cè)試正向電壓電流功率，找到二極管的熱阻，再來(lái)推算散熱片的尺寸對(duì)溫度影響等，接下來(lái)散熱設(shè)計(jì)就可以開(kāi)始從這里入門(mén)了。

三極管，MOSFET,IGBT

二極管弄明白了后，再來(lái)看三極管，MOSFET,IGBT就比較容易理解了。那么多的概念性的東西，還有一大堆的計(jì)算，公式等等，都復(fù)雜得很。從簡(jiǎn)單的來(lái)講，開(kāi)關(guān)電源就是讓這些開(kāi)關(guān)器件工作在飽和區(qū)，按照這些元器件的設(shè)計(jì)要求來(lái)做，其他的情況碰到了再去學(xué)習(xí)就可以了。這些元器件，用多了，慢慢的公式也就容易理解了，之后再看看不同的廠家的元器件的培訓(xùn)資料，選型方案等等。