 |  | | | | 此贴为另一贴的第二版，由于该贴发帖时间较早，不符合规则已被21电源网撤下来，地址为： https://bbs.21dianyuan.com/76025.html
原理图；
PCB：
存在的问题：
做了一台样机，输出正常，但交叉调整率很差。
EMC性能，顺利通过EFT 4级， Surger 4级会烧保险丝（保险丝选小了），为了验证把共模电感短路后做surger测试把样机损坏了，压敏moV为拆机料821，电压有点大，损坏正常。
由于以上存在的种种问题，并列为进一步验证、优化和学习，决定重新做一版，希望有机会参与DIY大赛。 |
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| |  | | | | | 每日一顶，今天由于出去玩，5点左右才回来。还是顶一把。 |
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| | | | | | | 支持，虽然你第一帖废了，但其中的变压器绕制对新手非常有帮助，谢谢！ |
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| | | | | | | 不管你怎么说我，我都是支持你的！重在参加，中国人需要团结。 |
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|  | | | | | | -40度启动还不在我考虑范围内，既然你提到了，我也希望能实现 |
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| | | | | 得大奖并不是说什么技术难的就一定可以得大奖。如果你讲解清楚，条理清晰，大家觉得在你这个帖子里可以学到技术，那么自然就来的人多了。得大奖的几率就高很多。 |
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| | | | | 好啊，论坛中少有多路输出的案列
楼主开出这一方案，重要的是挑战交叉调准率的问题
我曾为交叉调准率十分苦恼
在此向楼主学习了
大力支持楼主 |
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| | | | | | | 坛子里单路输出的为多。
我也遇到了交叉调整率的问题。
为了实现高精度，我准备加级路BUCK来实现。 |
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| | | | | | | | | 后面再加一级就没意思了，你这多路输出的亮点本来是在交叉调准率上，加一级就直接把这个问题给回避了 |
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| | | | | | | | | | | 是啊，加一级BUCK就是为了达到高精度。
前一版本用了很多方法，发现都不尽如人意。
你有什么心得不？分享下 |
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| | | | | 杂事多。更新下。
对项目做一个简单的需求分析和概要设计。
由于交叉调整率的问题，为了实现高精度的双路输出，确定加一级BULK电路做调整。
这样，在实现基本需要的情况下，可以学习到反激和buck拓扑。
具体方案的选择为反激选用仙童的5841，BUCK电路则选用TI的5430芯片。选择它们主要是省钱——手头上能淘到什么器件就用什么器件，不用买。
双路输出：
12V/1A 为反激的主要输出，用于反馈。
5V/2A 为BUCK电路调整输出，BUCK的输入电压设为15V（或12V）待定，以实现高精度。
EMC 性能要求相对严酷，输入端加滤波器和浪涌吸收电路。
环境适应性：为了试验高低温的情况，注意散热和器件在低温的表现。 |
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| | | | | 电路图在原理的基础上修改过来的，加了一个buck，电路参数和器件小调整。
附上PDF文档。
原理图.pdf
欢迎提意见。 |
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| | | | | PCB，加了一级BUCK，调整输出回路位置。
附上PDF文件
PCB.pdf |
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| | | | | | | 其实我一直很纳闷，开关电源地片面覆铜的影响在哪里呢？
路过的大虾提点意见，没问题就发板了。 |
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| | | | | | | 今天按照这个版本发板加工了。
希望能达到预期效果啦。 |
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| | | | | | | | | 这PCB基本原则是：
1.强电尽量保持安全距离，局部镂空增大爬电距离；
2.开关节点走线尽量短；
3. 大电流面积尽量小；
4.功率地和开关地分开，一点连接。
5. 次级地覆铜了，目的减少环路，不知道效果效果如何。 |
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| | | | | | | | | | | 还差PWM和开关管等主要器件，需进一步收集。
电压器还没手动绕制。希望尽展顺利。 |
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| | | | | | | | | | | | | 终于筹齐了器件，焊接完毕。
由于找不到合适功率和阻值的线绕电阻，所以取消了线绕电阻，改用NTC。焊接玩的效果图：
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| | | | | | | | | | | | | | | 几乎所有的材料都是拆机和捡回来的，部分器件则是从电子市场买回来的假冒伪劣产品  。
输入整流二极管是捡回来的MUR1100E.
输出高速整流二极管设计本来为HER503，无奈找不到器件，从赛格捡了2可HER806，也不知道是不是真品。调试过程中发热严重。
变压器自己绕制的。 |
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| | | | | 七月来临，全面加速进程。
帖子的目的就是学习，那就从一个新人的角度，从最基本的说起吧。
一下总结文档都整理自第三方资料，部分加入小部分个人理解，难免错漏，请大虾踊跃参与，纠正错误。 |
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| | | | | | | 2. 开关电源和线性电源比较各有什么优缺点呢？
此图为word文档制作的表格，个人总结。 |
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| | | | | | | | | 新手疑问：为什么线性电源效率很低呢？
解析:摘自《精通开关电源》的阐述
‘Linear regulators,’ equivalently called ‘series-pass regulators,’ or simply ‘series regulators,’ also produce a regulated dc output rail from an input rail. But they do this by placing a transistor in series between the input and output. Further, this ‘series-pass transistor’
(or ‘pass-transistor’) is operated in the linear region of its voltage-current characteristics — thus acting like a variable resistance of sorts.
Besides being step-down in principle, linear regulators have another limitation — poor efficiency. Let us understand why that is so. The instantaneous power dissipated in any device is by definition the cross-product V × I, where V is the instantaneous voltage drop across it and I the instantaneous current through it. In the case of the series-pass transistor, under steady application conditions, both V and I are actually constant with respect to time — V in this case being the headroom VIN − VO, and I the load current IO (since thetransistor is always in series with the load). So we see that the V × I dissipation term for linear regulators can, under certain conditions, become a significant proportion of the useful output power PO. And that simply spells “poor efficiency”!
这段话的大体意思是说：
线性调整器是一种“串联调整器”（series regulator），晶体管串联于输入与输出间且工作线性工作区。他相当于（串联于负载的）可变电阻。
线性调整器工作时，很大的一部分压降降落在晶体管上面，这样会导致很大的损耗，从而导致低效率。
例如：输入电压为10V，输出为5V/1A
那些晶体管的压降U=10V-5V=5V，由于晶体管与负载串联，所流过的电流也为1A，则管子的损耗功率为P=5*1=5W.在不考虑其他器件的损耗的情况，这个线性调整器的效率仅为50%。
这就是为什么线性调整器工作效率低下的一个很主要的原因。
当然随着科技的发展，开始出现一种LDO的调整器，这种技术使的调整器的功率管压降非常低，从而提高效率。 |
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| | | | | | | | | 抽空继续学习，为什么开关电源比线性电源效率更高呢？
主要是因为开关电源的功率管与线性电源功率管不同，他工作开（ON）和关（OFF）状态。在理想的情况下，功率管的损耗为0，但实际上功率管非理想器件，则在开（ON）的状态下，开关管还是有一定的压降，但很小。在关（OFF）的状态下，也存在一定漏电流，这都会造成一定损耗。
更加重要的一点，实际的功率管开关切换不能做到瞬间完成，在撤换时有个过渡状态，这过渡过程会导致功率管存在损耗，这也是PWM电源功率管主要损耗所在。
抽空继续学习，为什么开关电源比线性电源效率更高呢？
主要是因为开关电源的功率管与线性电源功率管不同，他工作开（ON）和关（OFF）状态。在理想的情况下，功率管的损耗为0，但实际上功率管非理想器件，则在开（ON）的状态下，开关管还是有一定的压降，但很小。在关（OFF）的状态下，也存在一定漏电流，这都会造成一定损耗。
更加重要的一点，实际的功率管开关切换不能做到瞬间完成，在撤换时有个过渡状态，这过渡过程会导致功率管存在损耗，这也是PWM电源功率管主要损耗所在。
As their name indicates, in a switching regulator, the series transistor is not held in a
perpetual partially conducting (and therefore dissipative) mode — but is instead switched
repetitively. So there are only two states possible — either the switch is held ‘ON’ (fully
conducting) or it is ‘OFF’ (fully non-conducting) — there is no “middle ground” (at least not
in principle). When the transistor is ON, there is (ideally) zero voltage across it (V = 0), and
when it is OFF we have zero current through it (I = 0). So it is clear that the cross-product
‘V × I’ is also zero for either of the two states. And that simply implies zero ‘switch dissipation’ at all times. Of course this too represents an impractical or “ideal” case. Real
switches do dissipate. One reason for that they are never either fully ON nor fully OFF. Even
when they are supposedly ON, they have a small voltage drop across them, and when they are supposedly “OFF,” a small current still flows through them. Further, no device switches “instantly” either — there is a always definable period in which the device is transiting between states. During this interval too, V × I is not zero, and some additional dissipation occurs. |
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| | | | | | | | | | | | | 开关频率是否越高越好呢？
摘自《开关电源设计 第二版》
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| | | | | | | 3、开关电源有哪些基本拓扑？
开关电源主要有BUCK、BUCK-BOOST和BOOST这三种基本拓扑，以他们为基础可以引申出入反激式、正激式等开关电源电路。
有时间将对各基本拓扑进行学习和总结，记录于帖子中。 |
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| | | | | 再扔一块砖头：学习和总结开关电源的主要器件，这里暂定电感、电容开关管。 |
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| | | | | | | | | 热阻
热阻是功率器件一个很重要的参数。
Rthjc：表征MOSFET结对外壳的温差参数，一般为每瓦多少摄氏度。
Rthja：则表征MOSFET结对环境温差参数。这个参数比较大，为了管子有足够的耗散功率，一般需要外加散热片。
MOSFET的耗散功率一般按照如下公式定义：
PD=(Tj-Tc)/Rthjc
Tj是最大接温度，Tc是MOSFET壳体温度，Datasheet一般给出管子在Tc=25的耗散功率
根据上式计算:
PD=(150-25)/2.66=47W.
跟datasheet的参数一致。
从公式可以看出，若Tc温度高的，则PD会减低。
MOSFET分为“金封”和“塑封”。相同型号的管子金封比塑封的具有更低的Rthjc。但由于结缘垫片的存在，他们到散热片的实际热阻差别不大。 |
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| | | | | | | | | | | | | MOSFET的资料暂时总结到此为止了，所有文档用word写成。其实还差不一部分驱动电路。以后有时间自己在总结学习下。最近忙。 |
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| | | | | | | 惭愧中，为了兑现对自己的诺言我会争取时间把这个小项目完成。 |
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| | | | | 。反激简单，没人气 。最近杂事多，前几没怎么搞。看DIY时间差不多到期，为兑现自己的诺言，还是决定把它搞完啦自己最后会弄成一个总结文档，先部分发帖子于此，，算是一个学习小记录。
焊好了，基本能工作。现存问题是效率有点低。
采用万用表测试，怀疑万用表的测试方法不对，请教ing。 |
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| | | | | 变压器设计和绕制
变压器设计是开关电源设计的重点。包括计算和绕制。
反激变压器的计算公式有很多种，因为参变量很多。很多时候都是规定一个变量去计算另外的变量。
基于变压器计算方法有很多种，比如《精通开关电源设计》和《开关电源设计》等书籍就有详尽的计算方法。
而且响应的芯片供应商也会提供实用的AN甚至软件来简化设计人员的工作，如PI，TI等，我们只需要做小部分的改动则可以快速完成变压器参数的设置。
本次DIY用的是fairchild的芯片，所以这里采用fairchild提供计算方法。
本次计算的方法先规定最大占空比来计算变压器参数。
AN文档：
AN-4137.pdf |
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| | | | | | | 我们可以根据自己的需要，利用AN的配套软件则可设计出基本可用的参数。
当然为了学习，最好亲手推算一次，加深理解 。
配套软件计算截图：
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| | | | | | | | | 本次实际设计为12V和5V输出。
为克服交叉调整率，其中5V输出为BUCK转接电路。
BUCK电路的前段输入电压为15V。电压调高，BUCK电路应力大，但15V前端输入则电流小，整流二极管的分压比例也小，可以提高效率——前提是输入电压在BUCK芯片工作范围内。
因此变压器的次级设计选取为12V和15V输出，Vcc为15V。 |
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| | | | | | | | | | | | | 由于高频情况下，电流存在趋肤效应，电流的线密度一般不超过10A没平方毫米。
如果成本和空间允许的话，可以加大线径来进一步减低变压器温升和提升变压器效率。 |
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| | | | | | | 变压器绕制
DIY则do it rourself，宗旨则纯手工打造。作为入门者，为了加深理解决定纯手工绕制电源变压器。
变压器绕制需要准备骨架、绝缘胶纸、漆包线，挡墙胶纸和套管等材料。
在网上下载份变压器作业文档很有指导意义。
变压器基础知识_制作流程_详解.pdf |
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| | | | | | | | | 变压器绕制之材料准备：
所有材料都来自淘宝，方便，至于质量问题嘛，diy就不管啦。
买不到套管，我先EE25买了也装不下去了，所以这次没用。
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| | | | | | | | | | | 变压器绕制之贴绝缘胶纸与挡墙胶纸：
添加挡墙胶纸是安规的考虑，增大不同绕制见的爬电距离。
绝缘胶纸主要用于不同回路的绝缘隔离作用。
挡墙胶纸为了骨架两边。
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| | | | | | | | | | | | | 变压器绕制之绕线：
变压器绕线都是从不同绕制的同名端或反名端开始，沿着同一个防线绕制则可。
由于没用绕线机，所以数数确实要谨慎，为了紧密压线的可靠。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 变压器绕制之磨气隙：
为防止磁芯饱和，方剂变压器一般都需要磨气隙。本次DIY气隙采用金刚锉来磨，金刚锉可以从五金店买到，只许几块钱。
一般磨，一般测试初级绕制的电感量，达到要求为止。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 变压器绕制之电感和漏感测试：
变压器的电感和漏感测试均采用电源的工作频率来测试，测试工具为LCR电桥。
漏感测试要把辅助绕组和次级绕组短接起来测试，测初级电感则不短接。
初级电感量为：353uH
漏感为：11uH。
测试示意图：
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 变压器绕制之完工图样
测试完毕，若符合要求，则用绝缘胶纸固定磁芯。
完工图如下：
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 变压器绕制之初次的耐压值验证：
初次级间的耐压值可以通过耐压测试测试。
耐压值跟工艺和绝缘措施有关系。这个变压器的绝缘强度跟绝缘胶纸和挡墙有关系。为了提高绝缘强度可以多包绝缘胶纸。另外浸油也可提高绝缘强度，条件有限，本变压器没有采用浸油措施。绝缘强度只有3.8kV, 差强人意吧。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 变压器的设计和绕制到此基本完工，下一步就是装机测试，在根据实际情况调整了。努力完成本DIY项目，尽量更新吧。 |
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 回头一看，超过100楼竟然置顶了。小鼓舞，再自顶下 。简单的东西，只能自己顶自己啦，^_^。 |
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| | | | | 板子经过大概一周的时间调试和测试基本完工啦。项目完成，虽然简单，但至少保证不太监。自我鼓励下  。
下面简单把调试和测试中遇到的问题罗列在此，当是初步完结吧。 |
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| | | | | | | 1. 电源调试与测试之不能带载能力差
变压器按照93楼的参数绕好后，在调试过程中遇到一个问题：
5V回路（副回路）空载，12V回路输出0.95A时，电源进入打嗝状态，输出不正常，变压器甚至有点啸叫。
5V回路带再则带载能力正常。 |
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| | | | | | | | | 分析分析：
1. 环路问题。
开始以为是环路问题，重新调整了环路的参数。按照静电的说法，环路保证相位45（55）余度则基本满足要求。
但无论怎么调整电容和电阻都无明显改善。
2. PWM问题
重新分析芯片的参数，发现芯片具有过压功能，V嵌位最大值为29V。
用示波器跟踪VCC电压，发现芯片的供电电源瞬间超过30V，PWM进入保护状态。 |
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| | | | | | | | | | | 过压原因分析：由于VCC绕制在外层，与12V存在极差的交叉调整率问题。虽然VCC设置在15V的设计值，但12V带重负载的时候VCC不受控，使其飘移到30V。
解决方法：重新调整VCC的匝数，从16T改成14T。电源VCC电压变化范围为：12.7~26V，顺利解决问题。
重新调整的变压器参数如下：
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| | | | | | | | | 楼主，你有试过12V空载，5V的带载情况没？我有款24V和12V双隔离输出电源，主回路空载时，辅助支路带载就在打嗝状态 |
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| | | | | | | | | 电源的效率计算公式问题：
新人一枚，之前一直以为效率计算公式是输出功率除以视在功率。
计算出来的效率约为40%，极低。
开始以为是设计问题，尝试了很多方法，依然没改善，主要措施：
1. 把前几的ＮＴＣ，电感等耗能前全部换掉；
２.把ＲＣＤ吸收回路拆除（慎用，本ＤＩＹ采用的９００伏耐压的ＭＯＳＦＥＴ，因此拆除没关系，若选６００Ｖ的管子请慎重采用）；
３．调整输出快速整流二极管，从ＨＥＲ８０６改成ＨＥＲ３０３，压降减少约０.７Ｖ，再抵押输出的情况，提供效率应该是明显的。
但发现无明显改善。
经过请教后：得到正确的计算公式为：
效率＝输出功率／输入有功功率，在额定电压输出的情况下，电源的约效率为８０％。 |
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| | | | | | | | | | | 提高电源效率的问题
经过几天的调试和收集资料，小反击电源效率的提高跟以下方面有关系：
１. 变压器的铁损和铜损。可以选用低铁损的磁芯，减低铜损可以加大漆包线的线径，由于趋肤效应的存在，电流密度不要过高，在空间允许的情况下我多线并绕等；
２. 变压器的漏感：提高变压器的工艺，减低变压器的漏感。如采用三文治绕法；
３. ＲＣＤ回路：调整ＲＣＤ回路可以略微提高效率。
４. 开关管：选用低导通损耗的管子，减少Ｇ极驱动电阻，加快转换速度——在ＥＭＣ性能允许的情况下；
５. 输出整流二极管：选用低压的产品损耗会减低。
６. 输出滤波电容：由于输出电流大，选用低ＥＳＲ的产品也会对效率有一定的好处。
收集＆总结，个人见解，有错漏，路过的大虾指正。 |
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| | | | | | | | | | | 效率的测试工具：
效率的测试工具最好采用功率计测算，用万用表测试的计算出来的一般为视在功率，因为存在功率因数的问题。
由于本人业余ｄｉｙ无功率计，最后弄了谐波分析仪来测试，发现电源功率因素最高为６０％，随着输入电压的提高而降低。
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| | | | | | | | | | | | | 如何提高功率因数：
大功率的电源：
一般采用ＡＰＦＣ技术，如Ｂｏｏｓｔ模式等，很多公司都有很好的解决方案，如ＴＩ等。
在部分ＰＣ电源也采用被动式的ＰＦＣ，则在前串入大电感等。
在小功率电源：
小功率电源从成本的角度考虑，一般不选用上述技术，在这个情况下填谷电路采用的比较多。填谷电路图如下所示：
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| | | | | | | 电源调试与测试之满载不能启动问题与解决
电源满载启动存在问题：
低压85V可以正常启动；
当电压约为200V以上，电源不能启动，进入打嗝状态。 |
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| | | | | | | | | 电源满载不能启动的可能原因分析：
1. VCC过压保护
2. 过流保护OCP.
3. 环路，貌似影响不大
先怀疑环路问题，无论怎么调都没改善，貌似影响不大。
而且，电源启动后能带重载，只是中载不能启动。
示波器跟踪VCC供电回路，在正常范围。
因此，推断OCP引起的。 |
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| | | | | | | | | | | 重载不能启动问题验证和解决方法：
首先确定是否是过流保护：减少电流检测电阻值，增大过流保护的电流值后，电源满载启动成功。这种方法需保证变压器不能保护，否则电源长期工作在过负荷的情况下，危害电源工作寿命。此为方法。
方法二：加如软启动电路。在TL431的AK脚并上10uF电容后，满载顺利启动。这个方法则牺牲了部分动态响应速度。
这里DIY最终选用了方法二。如果需要同时保证动态响应和变压器工作可靠性。可以两个方法综合使用。则并小电容，适度提高过流保护点。
满载不能启动的问题顺利解决。 |
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| | | | | 电源最终完工上电工作图：算完工啦，有空在更新和自我总结下吧。
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| | | | | | | | | 我在书中看到过利用电感的可饱和技术可以实现辅助输出绕组的电压精度控制，但目前没见到过有这么用的，楼主是反激高手，不妨试试研究一下，好向您学习 |
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