开关电源

<strong>1. 变压器图纸、PCB、原理图这三者的变压器飞线位号需一致。</strong>

理由：安规认证要求

这是很多工程师在申请安规认证提交资料时会犯的一个毛病。

<strong>2.X电容的泄放电阻需放两组。</strong>

理由：UL62368、CCC认证要求断开一组电阻再测试X电容的残留电压

很多新手会犯的一个错误，修正的办法只能重新改PCB Layout，浪费自己和采购打样的时间。

<strong>3.变压器飞线的PCB孔径需考虑到最大飞线直径，必要是预留两组一大一小的PCB孔。</strong>

理由：避免组装困难或过炉空焊问题

因为安规申请认证通常会有一个系列，比如说24W申请一个系列，其中包含4.2V-36V电压段，输出低压4.2V大电流和高压36V小电流的飞线线径是不一样的。

电源设计一直是工程师面对的一个难题，随着全球节能环保意识的提升，设计简捷、高效、轻巧的绿色电源成为工程师的首要任务，为了帮助工程师解决这方面的难题，现在特别隆重推出大量实用资料供工程师朋友下载，目前推出的一本电子书叫做《电源开关设计秘笈 30 例》，对电源开关设计技巧做出了详细的说明，相信一定对工程师朋友们有很大帮助。

“噪声问题！”——这是每位电路板设计师都会听到的四个字。为了解决噪声问题，往往要花费数小时的时间进行实验室测试，以便揪出元凶，但最终却发现，噪声是由开关电源的布局不当而引起的。解决此类问题可能需要设计新的布局，导致产品延期和开发成本增加。

本文将提供有关印刷电路板(PCB)布局布线的指南，以帮助设计师避免此类噪声问题。作为例子的开关调节器布局采用双通道同步开关控制器 ADP1850，第一步是确定调节器的电流路径。然后，电流路径决定了器件在该低噪声布局布线设计中的位置。

<strong>PCB布局布线指南</strong>

<strong>第一步：确定电流路径</strong>

在开关转换器设计中，高电流路径和低电流路径彼此非常靠近。交流(AC)路径携带有尖峰和噪声，高直流(DC)路径会产生相当大的压降，低电流路径往往对噪声很敏感。适当PCB布局布线的关键在于确定关键路径，然后安排器件，并提供足够的铜面积以免高电流破坏低电流。性能不佳的表现是接地反弹和噪声注入IC及系统的其余部分。

<strong>1、引言</strong>

开关电源中高频磁性元件的设计对于电路的正常工作和各项性能指标的实现非常关键。加之高频磁性元件设计包括很多细节知识点，而这些细节内容很难被一本或几本所谓的“设计大全”一一罗列清楚[1－3]。为了优化设计高频磁性元件，必须根据应用场合，综合考虑多个设计变量，反复计算调整。正由于此，高频磁性元件设计一直是令初涉电源领域的设计人员头疼的难题，乃至是困扰有多年工作经验的电源工程师的问题。

很多文献及相关技术资料给出的磁性元件设计方法或公式往往直接忽略了某些设计变量的影响，作了假设简化后得出一套公式；或者并未交代清楚公式的应用条件，甚至有些文献所传达的信息本身就不正确。很多电源设计者并没有意识到这一点，直接套用设计手册中的公式，或把设计手册中某些话断章取义，尊为“设计纲领”，而没有进行透彻的分析和思考，以及实验的验证。其结果往往是设计出来的高频磁性元件不能满足应用场合的要求，影响了研发的进度和项目的按期完成。

为了使电源设计者在设计过程中，避免犯同样的错误，为此，我们针对在学习和研发中遇到的一些概念性的问题进行了总结，希望能给大家提供一个借鉴。

<strong>2、一些错误概念的辨析</strong>

<strong>1、决定开关电源寿命的元器件</strong>

①电解电容器

电解电容器的封口部位会漏出气化的电解液，这种现象会随着温度的升高而加速，一般认为温度每上升10℃，泄漏速度会提高至2倍。因此可以说电解电容器决定了电源装置的寿命。

② 风扇

球形轴承及轴承的润滑油枯竭、机械装置部件的磨损，会加速风扇的老化。加之近年的DC风扇的驱动回路开始使用电解电容器等部件，所以有必要将回路部件寿命等因素也一并考虑进去。

③ 光电耦合器

电流传达率（CTR；Current Transfer Ratio）随着时间的推移会逐渐减少，结果发光二极管的电流不断增大，有时会达到最大限制电流，致使系统失控。

④ 开关

多数开关电源设有电容器输入型的整流回路，在通入电源时，会产生浪涌电流，导致开关接点疲劳，引发接触电阻增大及吸附等问题。理论上认为，在电源期望寿命期间，开关的通断次数约有5,000回。

⑤ 冲击电流保护电阻、热敏功率电阻器

1、在开关电源次级输出端的肖特基上并一个小功率快速二极管来代替RC吸收，效率一般可以提高1~2个点。

2、在体积和面积的允许下，尽量选用PQ RM型的变压器，在安规允许的情况下，变压器不加挡墙效率可以得到提升。

3、输入和输出的电解容量值。

AC输入整流电解容量低时效率会低0.2~1个点，何为低？用示波器看AC输入整流后纹波，小于10W功率，纹波10~30V为佳，大于10W纹波在5~20V为佳。

4、主电流回路PCB尽量短。

5、优化变压器参数设计，减少振铃带来的涡流损耗。

6、合理选用开关器件。

7、输入EMI部分优化设计

8、选择高效率的拓补结构

9、选择好的电解电容

10、启动部分功耗设计

11、芯片辅助供电优化

做了这么些年的开关电源设计，一个很让我心里忐忑的事就是新做的样机进行初次上电，担心炸机。相信很多工程师跟我一样深有体会，把自己的新样机在上电之前检查再检查，生怕哪个地方有焊错焊反搭焊或者说有地方短路，甚至把工作台上都扫得干干净净以防万一。

根据工程师的经验不同，细心程度不同，样机首次通电有一定的炸机概率，并且提心吊胆的。当然“提心吊胆”一词只能用在一部分工程师上，有部分工程师天生不怕炸也不怕做耐压实验时发出的那个“滋滋”的声音，一副脸不变色心不跳的样子（不知道是不是装的）。

炸机很痛苦，尤其这样一个全新样机本就没有调试好参数的电源，本来电源就有可能存在不正常，炸了岂不是更难修理？

为此很多工程师由于设备配置有限，用各种办法经验来避免炸机，比如输入电压慢慢调高边调边看电流的状态，看功率计上的功率变化，一旦形势不对马上断电，这样确实可以避免一些异常情况，但有时手速不够快就炸了。

下面给大家分享一个亲测有效，且成本很低的方法来防止样机首次上电炸机的问题，手头有 ac source 等设备的工程师请忽略！