這些年都用到了很多的電源拓撲結(jié)構(gòu)(BUCK,BOOST,FLYBACK,LLC)，設(shè)計產(chǎn)品，做認證，到量產(chǎn)，設(shè)計中和調(diào)試時種種意想不到的情況時有發(fā)生，算算還是挺有意思的。

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

調(diào)試中碰到的問題

PWM占空比不穩(wěn)定，大小波，負載切載時輸出有抖動，起機過沖，滿載起機抖動，批量生產(chǎn)有少量IC損壞。EMC的問題，輻射超標。

1PWM占空比不穩(wěn)定，大小波。可以通過調(diào)節(jié)環(huán)路參數(shù)來處理，如圖上的C2，R2，C1,R1。設(shè)計可以參考《開關(guān)電源設(shè)計第三版》第12章圖12.12。對于改這2個參數(shù)無效果的那就要反推設(shè)計中的電感和電容是否合適，直接點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(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(shù)，外購的電感溫度范圍一般在85℃，如果電感溫度過高，環(huán)境溫度過高會有匝間短路的風(fēng)險。

BOOST電路做的案子不多，碰到的問題比較少，有用模擬IC做的，也有用單片機做的，感覺這個環(huán)路比BUCK容易調(diào)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，最后用了鐵硅鋁的磁環(huán)搞定了。

FLYBACK這個是小功率電源應(yīng)用很廣泛的拓撲了，大家分析也是特別多的。

我講講一款產(chǎn)品從設(shè)計到量產(chǎn)過程中的一個流程好了，以及其中碰到的問題和一些經(jīng)驗。

借鑒下NXP的這個TEA1832圖紙做個說明。分析里面的電路參數(shù)設(shè)計與優(yōu)化并做到認證至量產(chǎn)。

在所有的元器件中盡量選擇公司倉庫里面的元件，和量大的元件，方便后續(xù)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(shè)計時需考慮。

1輸入端，F(xiàn)USE選擇需要考慮到I2T參數(shù)。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(guī)距離2.5mm以上。設(shè)計時盡量放到3mm以上。需考慮打雷擊時，保險絲I2T是否有余量，會不會打掛掉。

原理圖定型后就可以開始畫PCB了。

PCB與元器件回來就可以開始制樣做功能調(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幾十個周期，停幾十個周期，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)集成了補償，環(huán)路都比較好調(diào)整。環(huán)路調(diào)節(jié)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(jīng)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時效率盡量做到一致(改占空比，匝比)，方便后續(xù)安規(guī)測試溫升。電源效率一般參考老機種效率，或者查能效等級里面的標準參考。

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(yīng)力都需要測試，并留有余量。電流保護如增加反饋環(huán)路可以做成恒流模式，無反饋環(huán)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后心里比較有底。

10輸出過壓保護，穩(wěn)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里面已經(jīng)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(guī)做高溫測試時對溫度都有要求，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，需要增加過溫保護電路。

12啟動時間，一般要求為2S,或者3S內(nèi)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。沒有什么問題。

13上升時間和過沖，這個通過調(diào)節(jié)軟啟動和環(huán)路響應(yīng)實現(xiàn)。

14負載調(diào)整率和線性調(diào)整率都是通過調(diào)節(jié)環(huán)路響應(yīng)來實現(xiàn)。

15保持時間，更改輸入大電容容量即可。

16輸出短路保護，現(xiàn)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啟動后，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以內(nèi)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(qū))對應(yīng)短路是否超出設(shè)計范圍。

其他異常情況和注意：

1空載起機后，輸出電壓跳。有可能是輕載時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(shè)計時按照正常輸出帶載設(shè)計，導(dǎo)致重載或者過流保護前變壓器飽和。

3元器件的應(yīng)力都應(yīng)測試，滿載、過載、異常測試時元器件應(yīng)力都應(yīng)有余量，余量大小看公司規(guī)定和成本考慮。

性能測試與調(diào)試基本完成。調(diào)試時把自己想成是設(shè)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，后續(xù)想到了再補上。

基本性能測試后就要做安規(guī)EMC方面的準備了。

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8低溫起機。一般便宜的電源，溫度范圍是0-45℃，貴的，工業(yè)類，或者LED什么的有要求-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(dǎo)致電壓很低，電流很大，觸發(fā)保護)從1.2倍放大到1.5倍，IC的VCC繞組增加2T輔助電壓抬高;查找保護線路是否太極限，低溫被觸發(fā)(如PFC過壓易被觸發(fā))。

基本性能和安規(guī)基本問題解決掉，剩下個傳導(dǎo)和輻射問題。這個時候可以跟客戶談后續(xù)價格，自己優(yōu)化下線路。

跟安規(guī)工程師確認安規(guī)問題，跟產(chǎn)線的工程師確認后續(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題。或者有打AI，過回流焊波峰焊的問題，及時對元器件調(diào)整。

傳導(dǎo)和輻射測試大家看得比較多

網(wǎng)上論壇里面也講的多，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。能改的地方就那么幾個。

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(qū)動電阻也可以改為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，銅箔屏蔽對傳導(dǎo)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(dǎo)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(huán)做。

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

開關(guān)頻率一般在65KHz，看傳導(dǎo)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(dǎo)的現(xiàn)象可以看成是功率器件的開關(guān)引起的振蕩在輸入線上被放大了顯示出來，避免振蕩信號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標。

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

　　每個人的整改經(jīng)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，之前的輻射整改大致分了幾個區(qū)去調(diào)整的，有些細節(jié)不用太糾結(jié)。

每個人的整改經(jīng)驗都還有所不同的，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的情況水平方向干擾會大些。

輻射整改

1PCB的走線按照布線規(guī)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(diào)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，保險絲之后接成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(guān)。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(zhì)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(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，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，這個二極管也對輻射影響大，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，沒辦法的情況也只能改變壓器了。變壓器里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(huán)，判斷輻射信號是從輸入還是輸出發(fā)射出來的。

套了磁環(huán)還是fail的話，證明輻射能量是從板子上出來的。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(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，避免振蕩信號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標。

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，套入磁珠后點膠固定，如果磁珠松動，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)的工藝要求來做改善，更新一版PCB，避免生產(chǎn)時碰到問題。

整個開發(fā)過程中都是一個團隊的協(xié)作，所以很厲害的工程師，溝通能力也是很強的，研發(fā)一個產(chǎn)品要跟很多部門打交道，技術(shù)類的書要看，技術(shù)問題也要探討，同時溝通與禮儀方面的知識也要學(xué)習(xí)，有這些前提條件，開發(fā)起來也就容易多了。

一個項目做完，接著做下一個，一個接著一個，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，什么時候是個頭啊，什么的，想去探索著做自己沒有做過的，以及新技術(shù)的應(yīng)用等。同時也會發(fā)現(xiàn)剛?cè)腴T2年3年的弟兄處理問題也不比自己差，又發(fā)現(xiàn)做的類似的項目越來越容易了，憑經(jīng)驗值可以得出什么樣的電源用什么芯片方案，磁性器件，開關(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，增加利潤什么的。或者有開始轉(zhuǎn)行，做業(yè)務(wù)，做管理，開始自己創(chuàng)業(yè)的想法等。

二極管

這個里面分類很多，必須搞清楚二極管的工作原理。模擬電路的書里面講的比較抽象，還是需要看看半導(dǎo)體工藝，半導(dǎo)體制造，等其他的書來做個了解，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)的對于工程應(yīng)用來講還是太過于簡單。學(xué)校只教了這個東西怎么工作，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(jīng)驗值。在加班自學(xué)階段，自己做實驗來驗證二極管參數(shù)，二極管datasheet里面的很多參數(shù)可以自己用些方法測試出來，網(wǎng)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(shè)計就可以開始從這里入門了。

三極管，MOSFET,IGBT

二極管弄明白了后，再來看三極管，MOSFET,IGBT就比較容易理解了。那么多的概念性的東西，還有一大堆的計算，公式等等，都復(fù)雜得很。從簡單的來講，開關(guān)電源就是讓這些開關(guān)器件工作在飽和區(qū)，按照這些元器件的設(shè)計要求來做，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。