【龙腾DIY】菜鸟也来做电源-12V_5A，OB2203+TEA1761，板端最高91.45%效率【完结】

如题，业余刚学电源4个月，赶上世纪电源网的活动，申请了几个龙腾的MOS，我也来做个电源吧，之前失败过很多次，这次终于成功了，虽然跟大师的作品比不了，但是也算是证明了，即使是菜鸟也是能做出来电源的！
先亮一下申请到的样片，在此非常感谢世纪电源网和西安龙腾！





业余而已，所以很多设备都没有，条件非常有限，各位大师看了别觉得寒颤，毕竟能力有限。


初步计划采用OB2203(QR)+TEA1761(dcm同步整流）来做，因为感觉这两个的组合最简单，呵呵，原理图如下（这个是最终的原理图）：


PCB图（我也不懂安规之类的规定，就只能是怎么合适怎么来吧）：








下一步开始做PCB，没有发去打样，那样太慢了，还是自己手工做PCB吧，买的覆铜板也很垃圾，0.5OZ的铜箔，只能多开点阻焊层多上点锡了。。。悲哀啊！



先打印菲林胶片：
BOTTOM层负片



BOTTOM层阻焊层






喷墨打印机打印：
阻焊层



BOTTOM层负片






采用感光蓝油来做PCB。
裁板：







刷蓝油：



烘干（正在加热，比较完美的温度是80°，这个要等待他温度稳定了之后才能开始烘干，过热了蓝油的感光效果会变差）




这个东西叫感光蓝油，所以，尽量少照点光，找了个纸皮来遮挡一下。

干燥冷凉之后，开始曝光，定时器我自己做的，到点会自动关。




曝光完毕，显影：(药剂全家福）




显影快完成了。

显影完毕直接腐蚀，再脱膜，就成这样了，还不错吧。



裁切好。




刷好阻焊绿油，再拿去曝光。

曝光完毕，撕掉菲林胶片。

用酒精擦干净PCB，不太匀称，手工很难刷匀，没办法：


打好孔了：



焊零件上去：




全焊好了，散热片还未加工，先凑合用。









呃，变压器还没绕，事先算好的（我自己的算法）：




罗列一下一些重要的计算方法，一些太简单的我就不列出来了：
一些参数是要事先自己定义的，并非是计算出来的哦。
我这里如此定义：
交流输入最高电压：265V
交流输入最低电压：70V（为何定为70V？之后我会再说明）
反射电压（VOR）：82V（反射电压和匝比有关联）
频率：40K（OB2203低压重载会自动降低频率，40K是最低频率点，当然你也可以选50K或者别的频率）
预计效率：0.85（这个是估计值，老师傅一看拓扑，什么功率等级，就能估计出个大概，我这种菜鸟没有这个经验，就暂时算是85%吧）
输出电压：12V
输出电流：5A
IC供电绕组电压：17V（这个17V算了整流二极管的压降了【1V】）
次级整流二极管的压降：0.5V（采用了同步整流，应该不会超过0.5V的压降，按最大算）
磁芯：PQ2620 AE=119平方毫米 AW=60.4平方毫米 则AP=0.71876 cm[sup]4[/sup]
磁通密度：0.25T（PC40建议不要超过0.3T）
计算如下：
最高母线电压：=√2*最高交流输入电压=1.4142*265=374.76V
最低母线电压：=√2*最高交流输入电压=1.4142*70=98.99V（之所以选70V，是因为没有计算输入电容的参数，因此选择70是为了能得到100V的DCmin电压，当然直接按照100V去算，也是可以的）

占空比=反射电压/(反射电压+(最低输入母线电压-开关管压降))=82/(82+(100-8))=47.12%

最低频率工作周期：1/工作频率=1/40000K=25微秒
开关管最大打开时间=工作周期*占空比=11.85微秒
最大占空比时开关管关闭时间=工作周期-开关管最大打开时间=13.14微秒
匝比=反射电压/(输出电压+二极管压降)=82/12.5=6.56
原边峰值电流=（输出功率*2）/(效率*最低母线电压*占空比)=3A
初级电感量=（最低母线电压*占空比*工作周期）/原边峰值电流=389微亨
原边匝数=（最低母线电压*占空比*工作周期）/(磁芯有效截面积*磁通密度)=39.43匝
次级匝数=原边匝数/匝比=6.01匝
供电绕组匝数=IC供电电压/[(次级输出电压+二极管压降)/次级匝数]=8.16匝

绕组总不能绕半匝吧，所以尽量减小误差，则取整后变压器参数为：39:6:9
实际上，要根据选用的骨架的槽的宽度和深度来做轻微的调整（为了刚好绕满骨架，从而增加耦合程度，减小漏感）。

绕组的线径根据一平方毫米截面积过5A电流计算，同时还要兼顾能否绕满骨架，所以要综合考虑，最终结果如下：
采用肉夹馍绕法：次级-初级-次级-初级-供电
次级线径0.44，六股并绕6匝
初级线径0.51，单股密绕40匝
供电线径0.44，单股均绕9匝
其他的，输入电容：根据1W=2UF的经验算法，60瓦=60*2=120uf，由于手头没有120uf的，采用150uf的，可以大，但小了可不好哦~

反馈分压电阻计算：
431工作电流通常在0.5MA左右，基准电压2.5V
那么下位电阻=基准电压/工作电流=5K
上位电阻=（次级整流输出电压-基准电压）/工作电流=12-2.5/0.0005A=19K
事实上以上两个阻值的电阻是非标准的，应该是买不到的，那么要取一个近似值
这里取上位电阻=18K
下位电阻=4.7K
则工作电流=基准电压/下位电阻=0.53毫安
可稳定电压=((上位电阻/下位电阻)+1)*基准电压=((18/4.7)+1)*2.5=12.07V

OB2203的消磁检测分压电阻计算：
由于这个消磁检测引脚也有过压保护功能，因此要根据实际情况计算：
这里选输出超过15V，就保护，则：
超额电压=15V-12V=3V
超额倍数=15/12=1.25倍
那么OB2203DEM引脚正常工作电压范围=最高保护电压/超额倍数=3.75/1.25=3V
OB2203DEM引脚的工作电流典型值是100微安
则：
分压电阻（下）=正常工作电压/典型工作电流=30K
分压电阻（上）=（（分压电阻（下）*IC供电绕组匝数*次级输出电压）/(DEM正常工作电压*次级绕组匝数)）-分压电阻（下）=((30*9*12)/(3*6))-30=150K

TEA1761T的检测电阻，数据手册里建议的取值为1K，这里不做更改，就用1K
次级输出的整流电容，由于我不会计算，也就不在这里献丑了，只是取的经验值









程英明大师傅的算法：



结果差不多，综合之后参数如下：




绕制方法和测试结果




周边参数计算：



绕制变压器（绕的时候，手脱不开，所以也没拍几张照）



漏感测试方法：所有次级都短路

结果：（可惜这个变压器匝比不对，后来又重绕了一个，过程没有拍下来）




电感量：






好吧，激动人心的时刻到了，通电，一次点亮（这个是改变匝比之后的变压器，之前的变压器因为匝比不对，导致IC_VCC电压太低，轻载输出无法稳定，后来重绕了一个，IC_VCC绕组增加了一匝，就没事了）：



第一次上电：输出


输入：





第一次上电的波形忘记拍了。。。


后来调试，发现RCD钳位电压太低了（低到12V），原来吸收电容是1nf的，更改为390p之后正常了，轻载75V，满载140V左右，基本在合理范围内。


其他测试条件我也没有，只能看看各个电压段的输入输出功率和波形了：
265V，VDS 520V，输出12.12V*5A（板端）
效率=91.4%





240V（市电后半夜经常是这个电压）
VDS 504V
效率不变



220V

VDS 472V，
效率稍微高了那么一点点



110V

VDS 320V
效率12.12*5/67.6=89.64%





95V，效率明显降低了：





85V：
效率进一步降低！



至此，基本完工，拆除那些焊上去的测试点：

改造一下散热片，最终结果如下：散热片是2MM厚的铝片，用钳子折弯的，非常费劲！裁开是用的钢锯锯开的！




完成！