20几条开关电源工作技巧汇总-提高开关电源的工作效率

开关电源

本文主(zhu)要(yao)是讲开关(guan)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源工作技巧的(de)(de)一(yi)些问题。开关(guan)模(mo)式电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源（简称(cheng)(cheng)SMPS），又称(cheng)(cheng)交(jiao)换(huan)式电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源、开关(guan)变换(huan)器，是一(yi)种高频(pin)化电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能转换(huan)装置，是电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源供(gong)应器的(de)(de)一(yi)种。其功能是将一(yi)个位准的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)，透(tou)过不(bu)同形式的(de)(de)架构转换(huan)为用户(hu)端所需求的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)或电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)。开关(guan)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源的(de)(de)输入多半是交(jiao)流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源（例如市电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)）或是直流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源，而输出多半是需要(yao)直流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源的(de)(de)设备，例如个人电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)脑，而开关(guan)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源就(jiu)进行两者之间(jian)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)及电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)转换(huan)。

开(kai)(kai)(kai)关(guan)(guan)电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)不同于(yu)线(xian)(xian)性(xing)电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)，开(kai)(kai)(kai)关(guan)(guan)电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)利用的(de)(de)切换(huan)晶(jing)体(ti)(ti)(ti)管多半是在全开(kai)(kai)(kai)模式（饱(bao)和区）及全闭模式（截止区）之(zhi)间(jian)切换(huan)，这两个(ge)模式都有低耗(hao)散的(de)(de)特点，切换(huan)之(zhi)间(jian)的(de)(de)转换(huan)会(hui)有较(jiao)(jiao)高的(de)(de)耗(hao)散，但时间(jian)很短，因(yin)此比(bi)较(jiao)(jiao)节省能源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)，产(chan)生废热较(jiao)(jiao)少。理(li)想上，开(kai)(kai)(kai)关(guan)(guan)电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)本身(shen)是不会(hui)消耗(hao)电(dian)(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)。电(dian)(dian)(dian)(dian)压稳(wen)压是透过调整晶(jing)体(ti)(ti)(ti)管导通及断路的(de)(de)时间(jian)来达到。相反的(de)(de)，线(xian)(xian)性(xing)电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)在产(chan)生输出电(dian)(dian)(dian)(dian)压的(de)(de)过程中，晶(jing)体(ti)(ti)(ti)管工作(zuo)在放大(da)区，本身(shen)也会(hui)消耗(hao)电(dian)(dian)(dian)(dian)能。开(kai)(kai)(kai)关(guan)(guan)电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)高转换(huan)效率(lv)是其(qi)一大(da)优(you)点，而且因(yin)为(wei)开(kai)(kai)(kai)关(guan)(guan)电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)工作(zuo)频率(lv)高，可以使用小尺(chi)寸、轻重量的(de)(de)变(bian)压器，因(yin)此开(kai)(kai)(kai)关(guan)(guan)电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)也会(hui)比(bi)线(xian)(xian)性(xing)电(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)尺(chi)寸要小，重量也会(hui)比(bi)较(jiao)(jiao)轻。

若电(dian)源的(de)高(gao)效率、体(ti)积及重(zhong)量是考(kao)虑(lv)重(zhong)点时，开关电(dian)源比(bi)线性电(dian)源要(yao)好。不过开关电(dian)源比(bi)较复杂(za)，内部晶体(ti)管(guan)会(hui)(hui)频繁切换(huan)，若切换(huan)电(dian)流尚加以处(chu)理，可能会(hui)(hui)产(chan)生(sheng)噪(zao)声及电(dian)磁(ci)干(gan)扰影响其他设(she)备(bei)，而且若开关电(dian)源没有特别设(she)计，其电(dian)源功率因数可能不高(gao)。

开关电源工作技巧汇总

1. 变压(ya)器图纸、PCB、原(yuan)理图这(zhei)三者的变压(ya)器飞(fei)线位号(hao)需一致。

理由：安规(gui)认证要求这是(shi)很多工程(cheng)师在申(shen)请安规(gui)认证提交(jiao)资(zi)料(liao)时会犯(fan)的(de)一个毛病。

2.X电容的泄放电阻需(xu)放两(liang)组。

理由(you)：UL62368、CCC认证要求断开一组电(dian)阻再测试(shi)X电(dian)容的(de)残(can)留电(dian)压。很多新(xin)手会犯(fan)的(de)一个(ge)错(cuo)误，修正的(de)办法只能重新(xin)改(gai)PCBLayout，浪费自己和采购打样的(de)时间(jian)。

3.变压器飞线的PCB孔径需考虑到最大飞线直(zhi)径，必要是预留两组一(yi)大一(yi)小的PCB孔。

理由：避免(mian)组装困难(nan)或过(guo)炉空(kong)焊问(wen)题。因为(wei)安(an)规申请认证通常会有一(yi)个(ge)(ge)系列，比如说(shuo)24W申请一(yi)个(ge)(ge)系列，其(qi)中(zhong)包含4.2V-36V电压段，输(shu)出低压4.2V大(da)电流(liu)和高压36V小电流(liu)的(de)(de)飞线线径是不一(yi)样的(de)(de)。多根飞线直径计算参(can)考如下表格：

4.输出的(de)DC线材(cai)的(de)PCB孔径(jing)需考虑到(dao)最大线材(cai)直(zhi)径(jing)。

理由：避免组(zu)装困难因为你(ni)的PCB可能(neng)会用(yong)(yong)在(zai)不同电流段上，比如5V/8A，和(he)20V/2A，两者使用(yong)(yong)的线材是不一样的参(can)考(kao)如下表格：

5.电路调试，OCP限流电阻多个并联的阻值(zhi)要设(she)计(ji)成一(yi)样。

理由：阻值(zhi)越(yue)大的(de)那颗电阻承受的(de)功率越(yue)大。

6.电路(lu)设计，散热片引脚的孔做(zuo)成长方(fang)形(xing)椭(tuo)圆形(xing)(经验值：2*1mm)。

理由(you)：避免(mian)组(zu)(zu)装困(kun)难(nan)椭圆形的孔(kong)方(fang)便(bian)散热器(qi)有个(ge)移(yi)动的空间(jian)，这对组(zu)(zu)装和过炉是(shi)非常有利的。

7.电(dian)(dian)路调试(shi)，异常测(ce)试(shi)时，输(shu)出电(dian)(dian)压或OVP设计(ji)要小于60Vac(Vpk)/42.4Vdc(Vrms)。

理由(you)：安规要求(qiu)这(zhei)个新手比较容易忽略，所以申(shen)请认证的(de)产品一定要做(zuo)OVP测试，抓输(shu)出瞬间(jian)波形。

8.电(dian)路(lu)设(she)计，电(dian)解电(dian)容的防爆孔距离大(da)于(yu)2mm，卧式弯脚留1.5mm。

理(li)由：品(pin)质提升一(yi)般正规公司都有这个要(yao)求，防爆孔的问题日本(ben)比较重(zhong)视，特殊情况(kuang)除外。

9.电路(lu)调试(shi)，输出(chu)有LC滤波(bo)的电路(lu)需要老化确认纹波(bo)，如果纹波(bo)异常请调整环路(lu)。

理由：验证产(chan)品稳定性这个(ge)很重要，我(wo)之(zhi)前经常(chang)碰到这个(ge)问题，产(chan)线老(lao)化(hua)后测试纹波会变高，现象是环路震荡。

10.电路(lu)调试(shi)，二(er)极管并联时(shi),应该测试(shi)一颗二(er)极管故障开路(lu)时(shi),产生的异常(chang)(包(bao)括TO-220里的两颗二(er)极管)。

理由：品质(zhi)提(ti)升小(xiao)公司一般都不会做(zuo)这个动作的(de)，一款(kuan)优秀的(de)产(chan)品是(shi)要(yao)经得(de)起(qi)任何考验的(de)。

11.电路设计(ji)，如(ru)果PCB空间充裕，请设计(ji)成通杀(sha)所有安规标准。

理由：减少PCB修改次数。如果你(ni)某一产品是符合UL60335标准，哪天(tian)客户希望满足UL1310，这时你(ni)又得(de)改PCBLayout拿(na)去安规报备了，如果你(ni)画的(de)板符合各(ge)类标准，后面的(de)工(gong)作会轻松很多。

12.电路设计(ji)，关于ESD请设计(ji)成接(jie)触(chu)±8KV/空气±15KV标准。

理由：减少后续(xu)整改次数。像(xiang)飞(fei)利(li)浦这样的(de)客(ke)户都要求(qiu)ESD非(fei)常严的(de)，听说富士康的(de)还需要达到±20KV，哪天有(you)这种客(ke)户要求(qiu)，你(ni)又得忙一(yi)段时间(jian)了。

13.电(dian)(dian)路设计，设计变压(ya)(ya)(ya)器时，VCC电(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)在轻载电(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)要(yao)大(da)于(yu)IC的欠(qian)压(ya)(ya)(ya)关(guan)断(duan)电(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)值(zhi)。判断(duan)空载VCC电(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)需(xu)大(da)于(yu)芯片关(guan)断(duan)电(dian)(dian)压(ya)(ya)(ya)的5V左(zuo)右，同时确认满(man)载时不能大(da)于(yu)芯片过压(ya)(ya)(ya)保护值(zhi)。

14.电(dian)路设计(ji)，设计(ji)共(gong)用变压(ya)(ya)器(qi)需(xu)考(kao)虑到使(shi)用最大输出电(dian)压(ya)(ya)时的(de)VCC电(dian)压(ya)(ya)，低(di)温时VCC有稍微NOSIE会碰触OVP动作。如果你的(de)产品9V-15V是共(gong)用一个变压(ya)(ya)器(qi)，请确认VCC电(dian)压(ya)(ya)和功率(lv)管耐压(ya)(ya)。

15.电路调试，Rcs与Ccs值不能(neng)过大，否则会(hui)造成(cheng)VDS超过最大耐(nai)压(ya)炸机(ji)。LEB前沿(yan)消(xiao)隐时(shi)间设短了(le)，比尖峰脉冲的(de)时(shi)间还(hai)短，那就没有效果了(le)还(hai)是(shi)会(hui)误判；

如果(guo)设长了(le)，真(zhen)正的(de)过(guo)流来了(le)起不到(dao)保护(hu)的(de)作用。Rcs与(yu)Ccs的(de)RC值(zhi)不可(ke)超过(guo)1NS的(de)Delay，否则输出短路时(shi)，Vds会(hui)比(bi)满载(zai)时(shi)还高，超过(guo)MOSFET最大耐压(ya)就可(ke)能造(zao)成(cheng)炸机。经验值(zhi)1nS的(de)Delay约等于1K对(dui)100PF，也等于100R对(dui)102PF。

16.画小(xiao)板时，在(zai)小(xiao)板引脚的90度(du)拐角处增加一个圆形钻(zuan)孔。

理由：方便(bian)组(zu)装，如图：

实(shi)物如图：

实际(ji)组装如图：

这样做可以使小板(ban)与PCB大板(ban)之间紧密贴(tie)合，不会有浮高现象。

17.电(dian)路(lu)设计，肖(xiao)特(te)(te)基(ji)的散(san)热片可以(yi)接到输出正(zheng)极(ji)线路(lu)，这样(yang)铁封的肖(xiao)特(te)(te)基(ji)就不用绝(jue)缘(yuan)垫和(he)绝(jue)缘(yuan)粒(li)。

18.电(dian)路调试(shi)，15W以上功率的(de)RCD吸收(shou)不要用(yong)1N4007，因为(wei)1N4007速度慢300uS，压降也大1.3V，老(lao)化(hua)过程(cheng)中温度很高(gao)，容易(yi)失效造成炸机。

19.电(dian)路(lu)调试，输(shu)(shu)出滤波电(dian)容的耐压(ya)(ya)致(zhi)少需符合1.2倍(bei)余量(liang)，避勉(mian)量(liang)产有(you)损坏现象。之(zhi)前(qian)是犯了(le)这(zhei)个(ge)很低(di)级的错误，14.5V输(shu)(shu)出用(yong)16V耐压(ya)(ya)电(dian)容，量(liang)产有(you)1%的电(dian)容失效不(bu)良。

20.电路设计，大(da)电容(rong)或其它电容(rong)做(zuo)成卧(wo)式时，底部如有跳线需放在(zai)负极(ji)电位，这(zhei)(zhei)样跳线可以(yi)不用穿(chuan)套管(guan)，这(zhei)(zhei)个可以(yi)节省成本。

开关电源的主要用途

开关(guan)电源产(chan)品(pin)(pin)广(guang)泛(fan)应用(yong)于工业自动化控制(zhi)、军(jun)工设(she)(she)备(bei)(bei)(bei)(bei)、科研设(she)(she)备(bei)(bei)(bei)(bei)、LED照明、工控设(she)(she)备(bei)(bei)(bei)(bei)、通讯设(she)(she)备(bei)(bei)(bei)(bei)、电力设(she)(she)备(bei)(bei)(bei)(bei)、仪器(qi)仪表、医(yi)疗(liao)设(she)(she)备(bei)(bei)(bei)(bei)、半导(dao)体制(zhi)冷制(zhi)热、空气净化器(qi)，电子冰箱(xiang)，液(ye)晶显示(shi)器(qi)，LED灯具，通讯设(she)(she)备(bei)(bei)(bei)(bei)，视听(ting)产(chan)品(pin)(pin)，安防监控，LED灯带(dai)，电脑机箱(xiang)，数码产(chan)品(pin)(pin)和仪器(qi)类(lei)等领域。

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