反激電源由於體積小、成本低、電dian路lu簡jian單dan的de特te點dian，受shou到dao設she計ji者zhe的de追zhui捧peng。很hen多duo初chu學xue者zhe也ye選xuan擇ze了le反fan激ji變bian壓ya器qi進jin行xing設she計ji方fang麵mian的de學xue習xi起qi點dian和he研yan究jiu對dui象xiang，但dan是shi網wang絡luo上shang關guan於yu反fan激ji變bian壓ya器qi的de學xue習xi資zi料liao五wu花hua八ba門men且qie比bi較jiao零ling散san，本ben文wen就jiu將jiang對dui反fan激ji變bian壓ya器qi的de設she計ji進jin行xing從cong頭tou到dao尾wei的de梳shu理li
，將jiang零ling散san的de知zhi識shi進jin行xing整zheng合he，並bing配pei上shang相xiang應ying的de分fen析xi，幫bang助zhu大da家jia盡jin快kuai掌zhang握wo。

 

 

 

溫馨提示：yinggaiyangchenglianghaodegongzuoxiguan，buguanchanpindegonglvyouduomexiao
，jishuduomejiandan，jianchiweimeiyigechanpinzhizuochuyifenxiangxidejishuguigeshu。shouxianyaonongqingchuzijishiyaozuoyigeshenmeyangzidechanpin
，zhehuirangshejisilugengjiamingque，yijiruhezhankaixiayibudegongzuo。

 

技術參數分兩種：基本的與詳細的。

 

基本技術參數一般需要列舉的如下(以60W產品為例)：

 

最小輸入電壓：85VAC；

 

最大輸入電壓：265VAC；

 

輸出電壓電流：12V5A(精度1%)；

 

最低效率：85%；

 

工作溫度：-25～+60℃
；

 

詳細的技術參數比較麻煩
，根據不同的情況不同，需要列舉的參數有多又少。一般包括：輸入輸出特性、保護特性
、安規、EMC、可靠性、應用環境、產品尺寸、輸入輸出端口定義、產品標簽
、外殼標簽
、產品包裝等等。

 

 

輸入電壓範圍
、輸入頻率
、功率因素


、最大輸入電流、衝擊電流、輸出電壓範圍、輸出電流範圍
、電壓調整率、負載調整率、穩壓精度、紋波峰峰值

、整機效率、待機功耗
、開機延遲時間
、輸出電壓上升時間、容性負載
、開關機過衝幅度、動態響應時間

、動態響應幅度、以及最小啟動電壓。

 

保護特性

 

輸入欠壓保護點、輸入欠壓恢複點、輸入過壓保護點

、輸入過壓恢複點、輸出過壓保護點
、輸出短路保護方式
、過溫保護點、過溫恢複點。

 

溫馨提示：對(dui)於(yu)一(yi)些(xie)非(fei)標(biao)準(zhun)產(chan)品(pin)

，如(ru)果(guo)不(bu)清(qing)楚(chu)該(gai)列(lie)舉(ju)那(na)些(xie)參(can)數(shu)，建(jian)議(yi)參(can)考(kao)競(jing)爭(zheng)對(dui)手(shou)的(de)產(chan)品(pin)資(zi)料(liao)或(huo)者(zhe)行(xing)業(ye)內(nei)最(zui)有(you)影(ying)響(xiang)力(li)的(de)供(gong)應(ying)商(shang)。如(ru)果(guo)這(zhe)些(xie)資(zi)料(liao)都(dou)沒(mei)有(you)，就(jiu)盡(jin)量(liang)向(xiang)標(biao)準(zhun)產(chan)品(pin)的(de)技(ji)術(shu)指(zhi)標(biao)靠(kao)近(jin)。

 

 

 

溫馨提示：如果你想最大程度的避免失敗。設計方案應該在立項初期就經過廣泛的內部討論
，到底選用什麼方案（如特別功率器件、電容、芯片），多聽取周圍人的意見，久而久之一定受益匪淺。因為立項前期一般是非正式討論，如果是新手
，一定要避免占用別人過多的時間。

 

開關芯片選哪家的？EMI電路如何配置？輸入電容取多少？開關頻率？MOS如何選

？二極管
？磁芯
？輸出電容？好多人在這一步不知如何往下走，下一步將重點分析。

 

12V5A，通用輸入，標準的配置就是8N60+MBR20100。

 

需要注意的是，這個參數不是“算”出來的，因為計算值跟實際情況往往差別非常大，有很大的“彈性”。針對如何選型，首先要考慮的是公司倉庫裏有什麼，能不能用到。設計產品時
，應該是設計的變壓器參數（電壓電流應力等）來(lai)滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)參(can)數(shu)。而(er)不(bu)是(shi)先(xian)設(she)計(ji)好(hao)變(bian)壓(ya)器(qi)

，再(zai)去(qu)尋(xun)找(zhao)半(ban)導(dao)體(ti)元(yuan)器(qi)件(jian)，實(shi)際(ji)開(kai)發(fa)過(guo)程(cheng)和(he)教(jiao)材(cai)上(shang)說(shuo)的(de)是(shi)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)。所(suo)以(yi)
，首(shou)先(xian)要(yao)考(kao)慮(lv)到(dao)的(de)是(shi)公(gong)司(si)目(mu)前(qian)有(you)沒(mei)有(you)合(he)適(shi)的(de)物(wu)料(liao)。不(bu)管(guan)是(shi)工(gong)模(mo)電(dian)感(gan)、半導體，還是電解電容
，優先采用庫存物料會大大縮短開發周期和減少各種不確定的因素。

 

因為開關電源行業競爭非常激烈，物料選型的第二個原則是：競爭對手選什麼。或者是整個行業目前的“流行趨勢”，也可以理解為大家都這麼幹。有時候行業“默認”的做法比第一條原則還要重要。舉個例子，相當一部分工業產品“不認可”400V的電解電容，都是450V的
，也有部分廠家不認可國產的。再例如，PC電源裏麵的輸入輸出電容、磁芯等永遠都是那麼小!但是這不意味著人家是偷工減料
，那個行業都是那樣
，不然電腦怎麼會那麼便宜。中小功率產品絕大部分都是600V的MOS
，12V輸出大部分都是100V的二極管等等...

 

物料（參數）選型的第三個原則，就是查閱半導體公司提供的各種應用文檔、評估板、設計手冊等等。TI
、ON、Fairchild、PI、ST
、Infineon都有大把技術文章
，而且現在比起前幾年要“友好”很多，都還是中文的，不看可惜了。物料選型時求助於網路，效率應該是最低的。

 

對於60W這個級別的開關電源，我們可以采用下麵三種輸入電路，修改若幹參數後，前麵兩種結構應用在300W以下應該沒有什麼問題（需要考慮防雷的場合
，輸入端還要加強）。仔細察看這三種結構，會發現他們有所相同也有所不同，最大的區別在共模電感配置這一塊。

圖1

 

注：不管有沒有強製要求
，不管PCB板進出線是端子連接還是導線連接，請給L、N、PE等端口做好清晰、正確的絲印。

先從輸入電路①開始，從頭至尾來講一下。

 

輸入濾波電路也很難進行精確計算。某些看起來並不太科學(或者並不流行)的設計思路
，很多時候往往會非常有用。

圖2

 

F1：保險管的壽命受輸入浪湧電壓和浪湧電流的雙重影響，應該盡可能采用慢恢複型保險管
，一般是按照最大輸入電流的兩至三倍選取。AC輸入時，浪湧電壓的影響可能要嚴重些。電池輸入(低壓)
，如果輸入端抑製不足
，浪湧電流對保險管的影響可能要嚴重些。AC輸入時，在工業場合，浪湧電壓也遠比民用場合嚴重，這時防雷器件(參數及結構配置)的設計對保險管的影響尤其突出，必要時還要采用雙(三)保險。相關設計過程可以參考專門針對防雷電路
、浪湧電流抑製電路的設計文獻。單保險管要接在L線上，且玻璃管引線封裝最好增加一層熱縮套管，並且在PCB板上標明容量。

 

RT1：熱敏電阻的主要作用是抑製輸入浪湧電流，RT1過大，發熱嚴重。RT1過小
，可能會影響到保險管和輸入電解電容的壽命。輸入衝擊電流一般是硬性指標，選擇RT1時一定要仔細的核實最大衝擊電流限製值
，如果沒有給出這項要求，可以參考同等功率級別的其他類型產品。在全密封條件下，RT的發熱可能會非常嚴重。另外
，如果產品要求低溫啟動測試，RT阻值會變得相當大，很可能導致產品無法正常起機。

 

X電容：60W的產品
，采用0.47uF的X電容，比較保險。換句話說，30W的產品，應該采用0.22uFX電容

，120W的產品采用1uF的X電容。盡管這種方法沒有什麼科學依據，但是確實屢試不爽。如果喜歡比較有挑戰性的工作，那就另當別論了。X電容與Y電容不同，X電容容量大一點也不會讓其他地方變得更加惡劣。在成本不是主要因素的情況下
，對自己好一點，多留條活路。另外，在圖2中，絕大部分人並不認可C4作用，此處存在了很大爭議性。

 

Y電容：Y電容的配置有兩個的，也有四個的
；有102的
，也有222
、472的
，有串磁珠的，也有串電阻的
，隻要EMI都能過，隻要泄露電流沒超就都OK。總之五花八門，千奇百怪。這也反映出人們內心對於Y電容充滿深深的恐懼。其實Y電容並沒有錯
，性能也較為優良
，罪魁禍首都在於磁性材料(共模電感、變壓器)及接地方式，後續分析。

 

MOV1：壓敏電阻的計算方式並沒有統一標準，一旦對實際情況估算錯誤(擊穿電壓偏低)，反而會對產品造成嚴重的危害。在防雷要求不高的民用產品中

，一般采用14K471居多，工業場合一般都在500V以上，如14K511，14K561等等。如果你不了解產品的真實用電環境(非居民小區用電)
，要盡量避免使用500V以yi下xia的de壓ya敏min電dian阻zu。不bu同tong的de行xing業ye，采cai取qu的de防fang雷lei措cuo施shi不bu盡jin相xiang同tong，這zhe一yi點dian一yi定ding要yao認ren真zhen仔zai細xi的de研yan究jiu，特te別bie是shi與yu多duo個ge保bao險xian管guan的de配pei置zhi方fang麵mian。另ling外wai，配pei置zhi防fang雷lei管guan後hou
，耐nai壓ya測ce試shi時shi往wang往wang會hui出chu現xian誤wu動dong作zuo
，這zhe也ye是shi讓rang人ren頭tou痛tong的de問wen題ti。MOV1需要增加熱縮套管。

 

DB1：小功率產品，選型比較簡單。從散熱的角度考慮，寬範圍60W產品，整流器的最低規格不應該低於2A。在成本不苛刻的條件下
，一般采用4A即可。

 

對於某些特殊場合，如存在瞬態高浪湧電壓
，整流器的規格應該進一步增大。有種情況很少見(但確實有存在)

，有部分工程師選擇輸入電解電容時，會選擇超大的容量(可能是量不大，又是自家用)，而浪湧抑製(熱敏)電(dian)阻(zu)的(de)規(gui)格(ge)卻(que)特(te)別(bie)小(xiao)。這(zhe)時(shi)候(hou)強(qiang)大(da)的(de)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)會(hui)對(dui)保(bao)險(xian)管(guan)和(he)整(zheng)流(liu)器(qi)形(xing)成(cheng)致(zhi)命(ming)的(de)威(wei)脅(xie)。專(zhuan)業(ye)的(de)電(dian)源(yuan)製(zhi)造(zao)公(gong)司(si)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)，而(er)非(fei)專(zhuan)業(ye)製(zhi)造(zao)商(shang)，在(zai)開(kai)發(fa)係(xi)統(tong)配(pei)套(tao)產(chan)品(pin)時(shi)
，由(you)於(yu)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)經(jing)驗(yan)不(bu)足(zu)
，又(you)缺(que)乏(fa)嚴(yan)謹(jin)的(de)測(ce)試(shi)規(gui)範(fan)
，而(er)忽(hu)略(lve)這(zhe)些(xie)潛(qian)在(zai)的(de)隱(yin)患(huan)。

 

 

方案①，這種配置比較多。我們經常看到的情況是：前級一個￠8～￠16的小磁環(30～1000uH)，後級采用一個￠20～￠25的大磁環(15～30mH)，前級作用在高頻，後級低頻，高低搭配剛好合適。

 

方案②，這種情況也較為常見，前後兩個一模一樣的共模線圈，非常美觀。采用這種配置時
，為了保證較好的濾波效果(降低分布電容)，每一級的電感量(匝數)不能太高。這樣不僅會降低共模電感的分布電容
，繞製工藝也會相對簡單，而且美觀

，就是成本較高。

 

方案③，一般對EMI要求較低的產品較多使用
，低成本EE型共模電感最為常見。部分對成本要求苛刻的產品中，不少人也會采用單個￠18～25左右的磁環來設計
，這需要開發人員具備足夠的經驗及技巧。共模電感的材質

、形狀
、繞製工藝對濾波效果影響較大
，而且EMI濾波元件配置與整機結構也有很大的關係。很多人不知道如何去計算共模電感值

，下麵是一種參考方法(適用於中小功率)。

 

100KHZ------30mH

 

1.0MHZ------3.0mH

 

10MHZ-------300uH

 

100MHZ------30uH

 

5.0MHZ------600uH

 

30MHZ-------100uH

 

在傳導測試時，3*F


、1MHZ、5MHZ
、20～30MHZ這四個點容易出問題。

 

注：

 

1、這種方法，隻具有規律性，而沒有科學性；

 

2、共模電感的材質
、形狀、繞製工藝對其濾波效果影響非常大；

 

3、共模電感不會飽和(對稱繞製)

，但會產生較高的浪湧電壓；

 

4、共模磁環，最好隻繞兩層
，在磁環繞製工藝方麵建議多下點功夫；

 

5、共模濾波的設計原則是如何讓其更有效；

 

壓敏電阻的計算需要考慮到輸入阻抗(熱敏電阻、差模電感、共模電感)、保險管容量、CIN大小等等多種因素。(特別是很多產品的保險管並不是單純的熔絲，而且壓敏電阻也並不一定是剛好在FUSE之後。而且L-N與L、N-PE測試時，需要分別考慮其影響。)

 

1

、輸出電壓有沒有跌落(保護)現象

；

 

2
、產品會不會損壞；

 

3、保險管是否存在嚴重的損傷；

 

4、共模電感的飛弧控製措施
；

 

Cin、Vacmin、Vdcmin之間的秘密

 

85～265VAC輸入
，12V5A輸出。

 

①現實情況：選擇100uF/400V的電解電容，估計不會引起太大爭議。

 

②3uF/W法則：3uF﹡60W=180uF
，考慮到效率因素，選擇220uF。

 

由於Ton、Ae、Bac都可以輕鬆計算出來(如果定義為已知量)
，那麼，Np的大小，完全是由Vdcmin決定的。很明顯，此時Vdcmin也決定了LP的大小。而很多人的計算流程關於Vdcmin的描述比較簡單
，估計是受教科書的影響
，準確來說是沒有真正理解。

 

假設環境溫度25℃，60W輸出，85%的效率，Vdcmin計算值如下：

 

(Vdcmin受多種因素影響，下麵的數據是采用PI公司的電子數據表格計算出來的，僅供參考)

經典、權威教材無一例外的提到：Vdcmin=Vacmin﹡1.414，實際情況並非如此，那麼問題出在哪裏？可以肯定的是，這些教材在Vdcmin計算問題上
，犯錯的可能性較小。好多人設計產品時，不假思索的引用Vac*1.414，而從來不顧慮到Cin容量的大小。

 

Vdcmin=Vacmin﹡1.414

 

成立的前提條件是------必須定義合理的紋波電壓百分比。(紋波電壓百分比=Vdcmax-Vdcmin/Vdcmax；Vdcmax=Vacmin*1.414)

 

換句話稅

，Cin必須滿足Vdcmin
，否則公式不成立。這也是Cin在寬範圍輸入時選取3uF/W
，窄範圍輸入選取1uF/W的由來。說句題外話，很多12V5A的適配器
，采用100uF的電解電容
，但是其輸入電壓範圍卻是100～265VAC
，會是這個原因嗎？

 

 

1
、寬範圍輸入3uF/W，窄範圍輸入1uF/W；

 

2、寬範圍輸入，確保紋波電壓不高於15%(即保證Vdcmin≈100V)；

 

窄範圍輸入
，確保紋波電壓不高於20%(即保證Vdcmin≈200V)；

 

3、如果Vdcmin不足
，增大Cin容量

，直至紋波電壓滿足要求；

 

4
、如果考慮到壽命因素，Cin需要在此基礎上進一步增大；

 

5、Cin的容量受低溫的影響非常明顯，此時Cin需要在此基礎上進一步增大；

 

6
、Cin也有紋波電流限製的要求，但關注較少。

 

7、如果不曉得如何計算Vdcmin
，也沒有安裝軟件，那就拿起示波器去實測吧!要求低溫工作時，更應該如此。