一步一步精通單端反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì)
　　電源是指能夠向電子設(shè)備提供能量的裝置。開關(guān)電源，它是內(nèi)部功率開關(guān)管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，可輸出直流電源（或者恒定電流）的高效率電源裝置。
　　從事開關(guān)電源，特種高壓電源、脈沖電源設(shè)計(jì)多年，感觸頗深，期間走過不少彎路，遇到不少困難，每一個(gè)電源的設(shè)計(jì)研發(fā)都需要扎實(shí)的電子方面的知識(shí)。借著這篇文章主要想總結(jié)一下這些年來自己在單端反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì)方面的一些經(jīng)驗(yàn)和技巧，期間走了太多的彎路，也吸取了很多的教訓(xùn)，當(dāng)然也仍然有很多的不解，由于主題涉及的知識(shí)面比較廣，內(nèi)容篇幅也比較多，先來個(gè)提綱，我們大家一起來一步一步學(xué)習(xí)反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)。
　　步驟1_確定應(yīng)用需求
　　步驟2_根據(jù)應(yīng)用需求選擇反饋電路和偏置電壓
　　步驟3_確定和直流輸入電壓VMIN和VMAX，并基于輸入電壓和PO選擇輸入存儲(chǔ)電容CIN的容量
　　3.1、選擇輸入存儲(chǔ)電容CIN的容量
　　3.2、確定和直流輸入電壓VMIN和VMAX.
　　步驟4_輸入整流橋的選擇
　　步驟5_確定反射的輸出電壓VOR以及鉗位穩(wěn)壓管電壓VCLO
　　步驟6_對(duì)應(yīng)相應(yīng)的工作模式及電流波形設(shè)定電流波形參數(shù)KP：當(dāng)KP≤1時(shí)，KP=KRP;當(dāng)KP≥1時(shí)，KP=KDP
　　步驟7_根據(jù)VMIN和VOR確定DMAX
　　步驟8_計(jì)算初級(jí)峰值電流IP、輸入平均電流IAVG和初級(jí)RMS電流IRMS
　　步驟9_基于AC輸入電壓，VO、PO以及效率選定MOS管芯片
　　步驟10_設(shè)定外部限流點(diǎn)降低的ILIMIT降低因數(shù)KI
　　步驟11_通過IP和ILIMIT的比較驗(yàn)證MOS芯片選擇的正確性
　　步驟12_計(jì)算功率開關(guān)管熱阻選擇散熱片驗(yàn)證MOS芯片選擇的正確性
　　步驟13_計(jì)算初級(jí)電感量LP
　　步驟14_選擇磁芯和骨架，再從磁芯和骨架的數(shù)據(jù)手冊(cè)中得到Ae，le，AL，和BW的參考值
　　步驟15_根據(jù)初級(jí)電感量大小以及磁芯參數(shù)計(jì)算初級(jí)繞組圈數(shù)NP
　　步驟16_計(jì)算次級(jí)繞組圈數(shù)NS以及偏置繞組圈數(shù)NB
　　步驟17_確定初級(jí)繞組線徑參數(shù)OD、DIA、AWG
　　步驟18_步驟23-檢查BM、CMA以及Lg。如果有必要可以通過改變L、NP或NS或磁芯/骨架的方法對(duì)其進(jìn)行迭代，直到滿足規(guī)定的范圍
　　步驟24 –確認(rèn)BP≤4200高斯。如有必要，減小限流點(diǎn)降低因數(shù)KI
　　步驟25 –計(jì)算次級(jí)峰值電流ISP
　　步驟26 –計(jì)算次級(jí)RMS電流ISRMS
　　步驟27 –確定次級(jí)繞組線徑參數(shù)ODS、DIAS、AWGS
　　步驟28 –確定輸出電容的紋波電流IRIPPLE
　　步驟29 –確定次級(jí)及偏置繞組的峰值反向電壓PIVS,PIVB
　　步驟30 –根據(jù)VR和ID選擇輸出整流管
　　步驟31 –輸出電容的選擇
　　步驟32 –后級(jí)濾波器電感L和電容C的選擇
　　步驟33 –從表10選擇偏置繞組的整流管
　　步驟34 –偏置繞組電容的選擇
　　步驟35 –控制極引腳電容及串聯(lián)電阻的選擇
　　步驟36 –根據(jù)圖3、4、5及6中所示的參考反饋電路的類型，選用相應(yīng)的反饋電路元件
　　步驟37 –環(huán)路動(dòng)態(tài)補(bǔ)償設(shè)計(jì)，以TOP-GX系列芯片為例
　　步驟1_確定應(yīng)用需求
　　1.1 輸入要求：
　　1.1.1輸入交流電壓：
　　交流輸入電壓：VAC(min) ,交流輸入電壓：VAC(MAX)
　　單位： V
　　交流輸入電壓大小主要受限于國家電網(wǎng)單想市電輸出標(biāo)準(zhǔn)，常見的交流電壓輸入范圍有：
　?。?） 寬電壓范圍; AC85V---265V。
　?。?） 230或115倍壓整流AC195-265V。
　?。?） 自定義輸入范圍。
　　1.1.2輸入交流電壓頻率: FL,單位Hz
　　50HZ或者60HZ，詳細(xì)信息可百度下世界電網(wǎng)頻率表即可。本例設(shè)計(jì)取50HZ.
　　1.1.3 開關(guān)頻率：Fs, 單位kHz
　　大于20KHZ，常用50KHZ~200KHZ，具體由開關(guān)芯片決定.
　　1.1.4 電源效率：η
　　低電壓（5V以下）輸出時(shí)，效率可取75%；
　　中等電壓（5V到12V之間）輸出時(shí)，可選80%；
　　高壓（12V以上）輸出時(shí)，效率可取85%；
　　可參考開關(guān)芯片廠商數(shù)據(jù)手冊(cè)建議，如果沒有更好的參考依據(jù)，可以使用80%~85%
　　1.2 輸出要求：
　　1.2.1、輸出電壓：Vo，單位V
　　取決于用戶應(yīng)用需求，主要由負(fù)載工作電壓決定.
　　1.2.2、輸出電流：IO，單位A
　　取決于用戶應(yīng)用需求，主要由負(fù)載工作電流決定。
　　1.2.3、穩(wěn)壓：電壓調(diào)整率，負(fù)載調(diào)整率，紋波及噪聲；
　　1.2.4、瞬態(tài)特性：啟動(dòng)時(shí)間，保持時(shí)間，輸出電壓的上升時(shí)間、
　　下降時(shí)間、過沖、欠沖。
　　1.3 保護(hù)功能及附屬功能
　　1.3.1、 OCP，OVP，OTP，欠壓保護(hù)，限功率；
　　1.3.2、 絕緣電阻、絕緣電壓、漏電流。
　　1.4 結(jié)構(gòu)要求：
　　1、外形尺寸，2、外包裝，3、安裝條件，4、冷卻方式，5、接口方式，6、重量，7、。
　　1.5 安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及EMC標(biāo)準(zhǔn)：
　　1、標(biāo)志，3C，UL，GS，PSE，
　　2、EMI測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
　　1.6 使用環(huán)境條件：
　　溫度、濕度，耐振動(dòng)沖擊
　　1.7 壽命
　　1.8 開關(guān)電源術(shù)語
　　SMPS------------------------------開關(guān)電源
　　PCB--------------------------------印制電路板
　　PFC---------------------------------功率因數(shù)校正
　　PWM--------------------------------脈寬調(diào)制
　　FET-----------------------------------場(chǎng)效應(yīng)管
　　MTBF---------------------------------平均無故障時(shí)間
　　NTC------------------------------------負(fù)溫度系數(shù)
　　SOA------------------------------------安全工作區(qū)
　　UVLO-----------------------------------欠壓鎖定
　　OCP-------------------------------------過流保護(hù)
　　OVP-------------------------------------過壓保護(hù)
　　OTP-------------------------------------過溫保護(hù)
　　Irms, Iavg, Ir, Ip------電流的有效值，平均值，紋波值，峰值
　　EMC------------------------------------電磁兼容
　　RFI---------------------------------------射頻干擾
　　ROHS-------------------------------------危害性物質(zhì)限制指令
　　步驟2_根據(jù)應(yīng)用需求選擇反饋電路和偏置電壓
　　以PI公司的TOP系列芯片為例，其他品牌開關(guān)芯片的選取原則同樣可以基于此原則。首先解釋個(gè)名詞術(shù)語：
　　2.1、負(fù)載調(diào)整率
　　百度百科是這樣解釋的：
　　負(fù)載調(diào)整率 (LOAD REGULATION)電源負(fù)載的變化會(huì)引起電源輸出的變化，負(fù)載增加，輸出降低，相反負(fù)載減少，輸出升高。好的電源負(fù)載變化引起的輸出變化較小，通常指標(biāo)為3%--5%。負(fù)載調(diào)整率是衡量電源好壞的指標(biāo)。好的電源輸出接負(fù)載時(shí)電壓降較小。
　　負(fù)載調(diào)整率=（空載時(shí)輸出電壓-滿載時(shí)輸出電壓）/（額定負(fù)載時(shí)輸出電壓）*100%
　　這是穩(wěn)壓電源的一項(xiàng)重要指標(biāo)，體現(xiàn)當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)穩(wěn)壓電源的輸出電壓相應(yīng)的變化情況，通常以輸出電流從0變化到額定電流時(shí)，輸出電壓的變化量和輸出電壓的百分比值來表示。例如某5V直流穩(wěn)壓電源的輸出電流從0增加到電流1A，它的輸出電壓從5.00V降到了4.50V，降落值0.5V除以標(biāo)稱輸出電壓5V，得10%這就是該電源的負(fù)載調(diào)整率。
　　2.2、反饋電路和偏置電壓參考
　　

　　·使用初級(jí)反饋成本（僅適合低功率的應(yīng)用）
　　·使用光耦器/穩(wěn)壓管反饋成本低且輸出好
　　·使用光耦器/TL431反饋輸出
　　（1）初級(jí)/基本反饋電路
　　

　　2初級(jí)/增強(qiáng)反饋電路
　

　　3、光耦/穩(wěn)壓管反饋電路
　

　　4、光耦器/TL431反饋電路