【好文分享】大牛总结：电源开发的23个经典问题解答！

如图：一般有二种模式：L,N差模成分，以及通过PE地回路的共模成分。有些频率是差共模均有。

通过滤波的方式：一般采用二级共模搭配Y电容来滤去，选择的方式技巧也很重要，布板影响也很大。一般靠近端口放置低U电感，最好是镍锌材质，专门针对高频，绕线方式采用双线并绕，减少差模成分。后级一般放置感量较大，在4MH到10MH附近，只是经验值，具体需要与Y电容搭配。X电容滤差模也需要靠近端口，一般放在二级共模中间。放置Y电容，电容布板时走线需要加粗，不可外挂，否则效果很差。（这些只是输入滤波网络上做文章）

当然也可以从源头上下手，传导是辐射耦合到线路中的结果，减弱了开关辐射也能对传导带来好处。影响辐射的几处一般有MOS管开通速度，整流管导通关断，变压器，以及PFC电感等等。这些电路上的设计需要与其他方面折中不做详述。

一些经验技巧：针对大功率的EMC一般需要增加屏蔽，立竿见影，屏蔽的部位一般有几处选择：

第一：输入EMI电路与开关管间屏蔽，这对EMC有很大的作用，很多靠滤波器无效的采用该方法一般很有效果。

第二：变压器初次级屏蔽，一般设计变压器若有空间最好加上屏蔽。

第三：散热器的位置能很好充当屏蔽，合理布板利用，散热器接地选择也很重要。

第四：判断辐射源头位置，一般有几个简单的方法，不一定完全准确，可以参考，输入线套磁环若对EMC有好处，一般是原边MOS管，输出线套磁环若对EMC有效果，一般是副边输出整流管，尤其是大于100M的高频。可以考虑在输出加电容或者共模电感。

当然还有很多其他的细节技巧，尤其是布板环路方面的，后面对LAYOUT会单独讲解。

问题六

我们选择拓扑时需要考虑哪些方面的因素？各种拓扑使用环境及优缺点？

设计电源的第一步不知道大家会想到什么呢?我是这么想，细致研究客户的技术指标要求，转换为电源的规格书，与客户沟通指标，不同的指标意味着设计难度和成本，也是对我提出的问题有很大的影响，选择拓扑时根据我们的电源指标结合成本来考虑的，哪常用的几种拓扑特点在哪呢 ？

这里主要谈隔离式，非隔离式应用有限，当然也是成本最低的。

反激特点：适用在小于150W，理论这么说，实际大于75W就很少用，不谈很特殊的情况。反激的有点成本低，调试容易（相对于半桥，全桥），主要是磁芯单向励磁，功率由局限性，效率也不高，主要是硬开关，漏感大等等原因。全电压范围（85V-264V）效率一般在80%以下，单电压达到80%很容易。

正激特点：功率适中，可做中小功率，功率一般在200W以下，当然可以做很大功率，只是不常常这么做，原因是正激和反激一样单向励磁，做大功率磁芯体积要求大，当然采用2个变压器串并联的也有，注意只谈一般情形，不误导新人。正激有点，成本适中，当然比反激高，优点效率比反激高，尤其采用有源箝位做原边吸收，将漏感能量重新利用。

半桥：目前比较火的是LLC谐振半桥，中小功率，大功率通吃型。（一般大于100W小于3KW）。特点成本比反激正激高，因为多用了1个MOS管（双向励磁）和1个整流管，控制IC也贵，环路设计业复杂（一般采用运放，尤其还要做电流环）。优点:采用软开关，EMC好，效率极高，比正激高，我做过960W LLC,效率可达96%以上（全电压）（当然PFC是采用无桥方式）。其它半桥我不推荐，至少我不会去用，比较老的不对称桥，很难做到软开关，LLC成熟以前用的多，现在很少用，至少艾默生等大公司都倾向于LLC，跟着主流走一般都不会错。

全桥：一般用在大于2KW以上，首推移相全桥，特点，双向励磁，MOS管应力小，比LLC应力小一半，大功率尤其输入电压较高时，一般用移相全桥，输入电压低用LLC。成本特别高，比LLC还多用2个MOS。这还不是首要的，主要是驱动复杂，一般的IC驱动能力都达不到，要将驱动放大，采用隔离变压器驱动，这里才是成本高的另一方面。

推挽：应用在大功率，尤其是输入电压低的大功率场合，特点电压应力高，当然电流应力小，大功率用全桥还是推挽一般看输入电压。变压器多一个绕组，管子应力要求高，当然常提到的磁偏磁也需要克服。这个我真没用过，没涉及电力电源，很难用到它的时候。

问题七

考虑电源成本时，我们要从哪里下手呢？

设计电源，成本评估必不可少，目前客户将电源的成本压得很低，各大竞争对手无不都在打价格战，大家都能做出电源来，就看谁做得更便宜，才能赢得订单，从哪些方面入手有利于我们陈本呢：

第一：技术指标。电源技术指标越高，成本越高，如果你的电源成本高了，那你可以打你的性能指标卖点，多了性能要求，电路增多了成本自然高。也是和客户谈话的资本。

第二：物料采购成本，为什么大公司电源利润高？无非是他们有着优越的采购平台，采购量大，物料成本低，当然成本更低。如果不考虑采购，作为工程师必须弄清楚不同物料对应的成本，比如能用贴片，少用插件，（比如插件电阻比贴片成本高），能用国产，不用台资，能用台资不用日系，这里的价格差异不菲。（比如日系电容比国产电容价格高几倍不止！！！当然质量也有差异；）

第三：影响成本的重要器件：变压器，电感，MOS管，电容，光耦，二极管及其他半导体器件，IC等。不同的变压器厂家绕出来的变压器价格差异很大，MOS管应力，热阻选择够用就行，IC方案的成本等等

其它方面导致成本问题：器件散热器，大小合适，多了就是浪费钱。PCB布板，能用单面板用成双面板就是浪费钱，PCB布板工艺，选择合理的工艺加工成本低，生产效率高。

问题八

电源的环路设计，电源哪些部分影响电源的环路？好的环路有哪些指标决定？

电源的环路设计一直是一个难点，为什么这么说，因为主要影响的因素太多，理论计算很难做到准确，仿真也是基于理想化模型，在这里只谈关于环路设计的一些影响因素，从定性的角度去理解环路以及怎么去做环路补偿。

环路是基于输入输出波动时，需要通过反馈，环路相应告知控制IC去调节，维持输出的稳定。电源环路一般都是串联负反馈，有的是电压串联负反馈（CC模式下），有的是电流串联负反馈（CV模式下）。

那有哪些地方会影响环路呢？电路中的零点以及极点。零点一般会导致增益上升，引起90度相移（右半平面零点会引起-90度相移）。极点一般会导致增益下降，引起-90度相移，左半平面极点会引起系统震荡。所以我们需要借助零点极点补偿手段去合理调控我们的环路。对于低频部分，为了满足足够增益一般引入零点补偿，对于高频干扰一般引入极点补偿去抵消，减少高频干扰。

环路稳定的原则是：1.在穿越频率处（即增益为零dB时的频率），系统的相位余量大于45度。

2.在相位达到-180度时增益的余量大于-12dB.3.避免过快的进入穿越频率，在进入穿越频率附近的曲线斜率为-1.

针对一般反激电路：1.产生零点的有输出滤波电容 ：可以使环路增益上升。(一般在中频4K左右，对增益有好处，无需补偿）

2.若工作在CCM模式下还会产生右半平面零点。在高频段，可采用极点补偿。这个一般很难补偿，尽量避免，让穿越频率小于右半平面零点频率（15K左右，随负载变化会变化），选取3.负载会产生低频极点。采用低频零点去补偿。4.LC滤波器会产生低频极点，需要采用零点补偿。在心中要清楚哪些零极点是利是弊，针对性补偿。

补偿的电路，针对电源环路来说比较简单，一般采用对运放采用2型补偿，也有的会采用3型补偿很少用。

问题九

对各种拓扑的软开关形式有哪些？软开关是如何实现的？

软开关目前使用很频繁，一来可以提升次效率，二来可以利于EMC。很多拓扑都开始利用软开关了，就连反激如果为了做高效率也引入了准谐振来实现软开关，这个在前面问题已讲过。LLC的软开关在前面问题也提过实现条件，具体实现过程没有细讲。这里就分享下我对软开关的理解。

实现条件及过程：利用软开关需要二个元素，一个是C一个是L来实现谐振（当然也可以多谐振形式），谐振会产生正弦波，正弦波就能实现过零。如果是串联谐振属于电压谐振，并联谐振属于电流谐振。

其次软开关和硬开关的差异是：硬开关过程中电压电流有重叠，软开关要么电流为零（ZCS）要么电压为零（ZVS）。MOS管的软开关可以利用结电容或者并电容，然后串电感实现串联ZVS，例如准谐振反激，有源箝位吸收电路，移向全桥的软开关。也有LC并联ZCS，不过用的很少，因为MOS管ZVS的损耗小于ZCS。LLC属于串并联式，不过我们利用的是ZVS区。（在死区的时候谐振电流过零，上管软开通前，先给下管结电容充电,上管实现软开通）