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這些年都用到了很多的電源拓撲結構(BUCK,BOOST,FLYBACK,LLC)，設計産品，做認證，到量産，設計中和調試時種種意想不到的情況時有發生，算算還是挺有意思的。

按照流水賬方式做個記錄，順便自己也可以複習一下之前的知識點,有不對的地方還望大家批評指正。

BUCK電路降壓電路輸出電壓小于輸入電壓。

調試中碰到的問題

PWM占空比不穩定，大小波，負載切載時輸出有抖動，起機過沖，滿載起機抖動，批量生産有少量IC損壞。EMC的問題，輻射超标。

1PWM占空比不穩定，大小波。可以通過調節環路參數來處理，如圖上的C2，R2，C1,R1。設計可以參考《開關電源設計第三版》第12章圖12.12。對于改這2個參數無效果的那就要反推設計中的電感和電容是否合适，直接點就是看電感的電流波形，采用電感的串并聯觀察PWM波形變化。另外，IC的占空比如果在極限附近，如占空比90%，工作時達到88%同樣也會影響PWM的大小波，這個時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，開關器件都有最大電壓和電流的範圍，要挂波形看管子的應力是否有餘量，如果有-40℃的設計要降額，MOSFET的DS電壓會下降，電容的容量下降，ESR增大，高溫情況需看電感的參數，外購的電感溫度範圍一般在85℃，如果電感溫度過高，環境溫度過高會有匝間短路的風險。

BOOST電路做的案子不多，碰到的問題比較少，有用模拟IC做的，也有用單片機做的，感覺這個環路比BUCK容易調整(之前的案子，功率小于60W)。

碰到過很小的體積做LED60W電源，溫度不好整，最後用了鐵矽鋁的磁環搞定了。

FLYBACK這個是小功率電源應用很廣泛的拓撲了，大家分析也是特别多的。

我講講一款産品從設計到量産過程中的一個流程好了，以及其中碰到的問題和一些經驗。

借鑒下NXP的這個TEA1832圖紙做個說明。分析裡面的電路參數設計與優化并做到認證至量産。

在所有的元器件中盡量選擇公司倉庫裡面的元件，和量大的元件，方便後續降成本拿價格。

貼片電阻采用0603的5%，0805的5%，1%，貼片電容容值越大價格越高，設計時需考慮。

1輸入端，FUSE選擇需要考慮到I2T參數。保險絲的分類，快斷，慢斷，電流，電壓值，保險絲的認證是否齊全。保險絲前的安規距離2.5mm以上。設計時盡量放到3mm以上。需考慮打雷擊時，保險絲I2T是否有餘量，會不會打挂掉。

原理圖定型後就可以開始畫PCB了。

PCB與元器件回來就可以開始制樣做功能調試了。

6輸出能帶載了，帶滿載變壓器有響聲，輸出電壓紋波大。挂PWM波形，是否有大小波或者開幾十個周期，停幾十個周期，這樣的情況調節環路。431上的C與RC，現在的很多IC内部都已經集成了補償，環路都比較好調整。環路調節沒有效果，可以計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已經認為Isense電阻電壓較小，IC工作在brust mode。可以更改Isense電阻阻值測試。

7高低壓都能帶滿載了，波形也正常了。測試電源效率，輸入90V與264V時效率盡量做到一緻(改占空比，匝比)，方便後續安規測試溫升。電源效率一般參考老機種效率，或者查能效等級裡面的标準參考。

8輸出紋波測試，一般都有要求用47uF 104,或者10uF 104電容測試。這個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)也會影響紋波電壓。示波器測試紋波時探頭上用彈簧測試探頭測試可以避免幹擾尖峰。輸出紋波搞不定的情況下，可以改容量，改電容的系列，甚至考慮采用固态電容。

9輸出過流保護，客戶要求精度高的，要在次級放電流保護電路，要求精度不高的，一般初級做過流保護，大部分IC都有集成過流或者過功率保護。過流保護一般放大1.1-1.5倍輸出電流。最大輸出電流時，元器件的應力都需要測試，并留有餘量。電流保護如增加反饋環路可以做成恒流模式，無反饋環路一般為打嗝保護模式。做好過流保護還需要測試滿載 電解電容的測試，客戶端有時提出的要求并未給出是否是容性負載，能帶多大的電容起機測試了後心裡比較有底。

10輸出過壓保護，穩定性要求高的客戶會要求放2個光耦，1個正常工作的，一個是做過壓保護的。無要求的，在VCC的輔助繞組處增加過壓保護電路，或者IC裡面已經有集成的過壓保護，外圍器件很少。

11過溫保護一般要看具體情況添加的，安規做高溫測試時對溫度都有要求，能滿足安規要求溫度都還可以，除非環境複雜或者異常情況，需要增加過溫保護電路。

12啟動時間，一般要求為2S,或者3S内起機，都比較好做，待機功耗做到很低功率的方案，一般IC都考慮好了。沒有什麼問題。

13上升時間和過沖，這個通過調節軟啟動和環路響應實現。

14負載調整率和線性調整率都是通過調節環路響應來實現。

15保持時間，更改輸入大電容容量即可。

16輸出短路保護，現在IC的短路保護越做越好，一般短路時，IC的VCC輔助繞組電壓低，IC靠啟動電阻供電，IC啟動後，Isense腳檢測過流會做短路保護，停止PWM輸出。一般在264V輸入時短路功率最大，短路功率控制住2W以内比較安全。短路時需要測試MOSFET的電流與電壓，并通過查看 MOSFET的SOA圖(安全工作區)對應短路是否超出設計範圍。

其他異常情況和注意：

1空載起機後，輸出電壓跳。有可能是輕載時VCC的輔助繞組感應電壓低導緻，增加VCC繞組匝數，還有可能是輸出反饋環路不穩定，需要更新環路參數。

2帶載起機或者空載切重載時電壓起不來。重載時，VCC輔助繞組電壓高，需查看是否過壓，或者是過流保護動作。

還有變壓器設計時按照正常輸出帶載設計，導緻重載或者過流保護前變壓器飽和。

3元器件的應力都應測試，滿載、過載、異常測試時元器件應力都應有餘量，餘量大小看公司規定和成本考慮。

性能測試與調試基本完成。調試時把自己想成是設計這顆IC的人，就能好好理解IC的工作情況并快速解決問題。

這些全都按記憶寫的，有點亂，有些沒有記錄到，後續想到了再補上。

基本性能測試後就要做安規EMC方面的準備了。

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8低溫起機。一般便宜的電源，溫度範圍是0-45℃，貴的，工業類，或者LED什麼的有要求-40℃-60℃，甚至到85℃。-40℃的時候輸入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也是有點危險的(低溫時MOSFET的耐壓值變低)。之前碰到過90V輸入的時候輸出電壓跳，或者是LED閃幾次才正常起來。增加輸入電容容量，改小NTC,增加VCC電容，軟啟動時間加長，初級限流(輸入容量不夠，導緻電壓很低，電流很大，觸發保護)從1.2倍放大到1.5倍，IC的VCC繞組增加2T輔助電壓擡高;查找保護線路是否太極限，低溫被觸發(如PFC過壓易被觸發)。

基本性能和安規基本問題解決掉，剩下個傳導和輻射問題。這個時候可以跟客戶談後續價格，自己優化下線路。

跟安規工程師确認安規問題，跟産線的工程師确認後續PCB上元器件是否需要做位置的更改，産線是否方便操作等問題。或者有打AI，過回流焊波峰焊的問題，及時對元器件調整。

傳導和輻射測試大家看得比較多

網上論壇裡面也講的多，實際上這個是個砸錢的事情。砸錢砸多了，自然就會了，整改也就快了。能改的地方就那麼幾個。

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

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，銅箔屏蔽對傳導效果好，線屏蔽對輻射效果好。至于初包次，次包初，還有些其他的繞法都是為了好過傳導輻射。

9對于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做。

10整改傳導的時候在10-30MHz部分盡量壓低到有15-20dB餘量，那樣輻射比較好整改。

開關頻率一般在65KHz，看傳導的時候可以看到65K的倍頻位置，一般都有很高的值。

總之：傳導的現象可以看成是功率器件的開關引起的振蕩在輸入線上被放大了顯示出來，避免振蕩信号出去就要避免高頻振蕩，或者把高頻振蕩吸收掉，損耗掉，以至于顯示出來的時候不超标。

上個傳導的圖，僅供參考，之前傳導整改大緻分了幾個區去調整的，有些細節不用太糾結。

每個人的整改經驗都還有所不同的，想法也有差異。

上個輻射的垂直于水平測試圖，僅供參考，之前的輻射整改大緻分了幾個區去調整的，有些細節不用太糾結。

每個人的整改經驗都還有所不同的，想法也有差異。

電源的幹擾一般在200MHz以後基本沒有了，垂直比較難整改，水平方向一般問題不大，有DC/DC的情況水平方向幹擾會大些。

輻射整改

1PCB的走線按照布線規則來做即可。當PCB有空間的時候可以放2個Y電容的位置：初級大電容的 到次級地;初級大電容-到次級地，整改輻射的時候可以調整。

2對于2芯輸入的，Y電容除了上述接法還可以在L,N輸入端，保險絲之後接成Y型，再接次級的地，3芯輸入時，Y電容可以從輸入輸出地接到輸入大地來測試。

3磁珠在輻射中間很重要，以前用過的材料是K5A,K5C，磁珠的阻抗曲線與磁芯大小和尺寸有關。如圖所示，不同的磁珠對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做測試。

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

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

6MOSFET，漏極上串入磁珠，輸入電阻加大，DS直接并聯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吸收也對輻射有影響。也可以換不同電流值來測試，或者更換品牌。

8RCD吸收，C更改容量，R改阻值，D可以用FR107，FR207改為慢管，但是需要注意慢管的溫度。RCD裡面的C可以串小阻值電阻。

9VCC的繞組上也有二極管，這個二極管也對輻射影響大，一般采取套磁珠，或者将二極管改為1N4007或者其他的慢管。

10最關鍵的變壓器。能少加屏蔽就少加屏蔽，沒辦法的情況也隻能改變壓器了。變壓器裡面的銅箔屏蔽對輻射影響大，線屏蔽是最有效果的。一般改不動的時候才去改變壓器。

11輻射整改時的效率。套滿磁珠的電源先做測試，PASS的情況，再逐個剪掉磁珠。

fail的情況，在輸入輸出端來套磁環，判斷輻射信号是從輸入還是輸出發射出來的。

套了磁環還是fail的話，證明輻射能量是從闆子上出來的。這個時候要找實驗室的兄弟搞個探頭來測試，看看是哪個元器件輻射的能量最大，哪個原件在超出限值的頻率點能量最高，再對對應的元件整改。

輻射的現象可以看成是功率器件在高速開關情況下，寄生參數引起的振蕩在不同的天線上發射出去，被天線接收放大了顯示出來，避免振蕩信号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，以至于顯示出來值的時候不超标。

磁珠的運用有個需要注意的地方，套住MOSFET的時候，MOSFET最好是要打K腳，套入磁珠後點膠固定，如果磁珠松動，可能導電引起MOSFET短路。有空間的情況下盡量采用帶線磁珠。

傳導輻射整改完成後，PCB可以定型了，最好按照生産的工藝要求來做改善，更新一版PCB，避免生産時碰到問題。

整個開發過程中都是一個團隊的協作，所以很厲害的工程師，溝通能力也是很強的，研發一個産品要跟很多部門打交道，技術類的書要看，技術問題也要探讨，同時溝通與禮儀方面的知識也要學習，有這些前提條件，開發起來也就容易多了。

一個項目做完，接着做下一個，一個接着一個，一不小心就做了好幾年了。

就會開始迷茫了，開始會胡思亂想，什麼時候是個頭啊，什麼的，想去探索着做自己沒有做過的，以及新技術的應用等。同時也會發現剛入門2年3年的弟兄處理問題也不比自己差，又發現做的類似的項目越來越容易了，憑經驗值可以得出什麼樣的電源用什麼芯片方案，磁性器件，開關元器件等，成本什麼的都可以了解到了，不同品牌的元器件的差異性，怎麼去降成本，增加利潤什麼的。或者有開始轉行，做業務，做管理，開始自己創業的想法等。

二極管

這個裡面分類很多，必須搞清楚二極管的工作原理。模拟電路的書裡面講的比較抽象，還是需要看看半導體工藝，半導體制造，等其他的書來做個了解，二極管的 datasheet裡面有很多參數與曲線，看不懂的情況直接網上搜索相關内容，學校裡面學的對于工程應用來講還是太過于簡單。學校隻教了這個東西怎麼工作，但是怎麼選型，選肖特基，超快恢複，還是普通整流的還是其他類型都沒有講。選型也需要做大量的前期工作，最簡單的還是經驗值。在加班自學階段，自己做實驗來驗證二極管參數，二極管datasheet裡面的很多參數可以自己用些方法測試出來，網上一般能找到。做二極管的實驗測試正向電壓電流功率，找到二極管的熱阻，再來推算散熱片的尺寸對溫度影響等，接下來散熱設計就可以開始從這裡入門了。

三極管，MOSFET,IGBT

二極管弄明白了後，再來看三極管，MOSFET,IGBT就比較容易理解了。那麼多的概念性的東西，還有一大堆的計算，公式等等，都複雜得很。從簡單的來講，開關電源就是讓這些開關器件工作在飽和區，按照這些元器件的設計要求來做，其他的情況碰到了再去學習就可以了。這些元器件，用多了，慢慢的公式也就容易理解了，之後再看看不同的廠家的元器件的培訓資料，選型方案等等。

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