電源開發的23個經典問題解答（4-1）！

在電源研發的過程中，我們總會遇到這樣或者那樣的問題，這里有大牛多年研發電源問題及解答，一起學習吧！

話不多說，直接上題。

問題一

我們小功率用到多的反激電源，為什么我們常常選擇65K或者100K（這些頻率段附近）作為開關頻率？有哪些原因制約了？或者哪些情況下我們可以增大開關頻率？或者減小開關頻率？

開關電源為什么常常選擇65K或者100K左右范圍作為開關頻率，有的人會說IC廠家都是生產這樣的IC，當然這也有原因。每個電源的開關頻率會決定什么？

應該從這里去思考原因。還會有人說頻率高了EMC不好過，一般來說是這樣，但這不是必然，EMC與頻率有關系，但不是必然。想象我們的電源開關頻率提高了，直接帶來的影響是什么?當然是MOS開關損耗增大，因為單位時間開關次數增多了。如果頻率減小了會帶來什么？開關損耗是減小了，但是我們的儲能器件單周期提供的能量就要增多，勢必需要的變壓器磁性要更大，儲能電感要更大了。選取在65K到100K左右就是一個比較合適的經驗折中，電源就是在折中合理化折中進行。

假如在特殊情形下，輸入電壓比較低，開關損耗已經很小了，不在乎這點開關損耗嗎，那我們就可以提高開關頻率，起到減小磁性器件體積的目的。

本貼關鍵：如何選擇合適IC的開關頻率？主流IC的開關頻率為什么是大概是這么一些范圍？開關頻率和什么有關，說的是普遍情況，不是想鉆牛角尖好多IC還有什么不同的頻率。更多的想發散大家思維去注意到這些問題！

我這里想說的普遍情況，主要想提的是開關頻率和什么有關，如何去選擇合適開關頻率，為什么主流IC以及開關頻率是這么多，注意不是一定，是普遍情況，讓新手區理解一般行為，當然開關電源想怎么做都可以，要能合理使用。

1、你是如何知道一般選擇65或者100KHZ,作為開關電源的開關頻率的？（調研普遍的大廠家主流IC，這二個會比較多，當然也有一些在這附近，還有一些是可調的開關頻率）

2、又是如何在工作中發現開關電源開關頻率確實工作在65KHZ,或100KHZ的。（從設計角度考量，普遍電源使用這個范圍）

3、有兩張以上的測試65KHZ100KHZ頻率的圖片說明嗎？（何止二張圖片，毫無意義）

4、你是否知道開關電源可以工作在1.5HZ.（你覺得這樣談有必要，工作沒有什么不可以，純熟鉆牛角尖，做技術切記鉆牛角尖，那你能談談為什么普遍電源不工作在1.5HZ，說這個才有意義，你做出1.5HZ的電源純屬毫無意義的事情）

提醒：做技術人員切記鉆牛角尖，咱們不是校園研究派，是需要將理論與實踐現結合起來，做出來的產品才是有意義的產品！

問題二

LLC中為什么我們常在二區設計開關頻率？一區和三區為什么不可以？有哪些因素制約呢？或者如果選取一區和三區作為開關頻率會有什么后果呢？

LLC的原理是利用感性負載隨開關頻率的增大而感抗增大，來進行調節輸出電壓的，也就是PFM調制。并且MOS管開通損耗ZVS比ZCS小，一區是容性負載區，自然不可取。那么三區，開關頻率大于諧振頻率，這個仍是感性負載區，按道理MOS實現ZVS沒有問題，確實如此。但是我們不能忽略副邊的輸出二極管關斷。也就是原邊MOS管關斷時，諧振電流并沒有減小到和勵磁電流相等，實現副邊整流二極管軟關斷。這也是我們通常也不選擇三區的原因。

我們不能只按前人的經驗去設計，而要知道只所以這樣設計是有其必然的道理的！

問題三

當我們反激的占空比大于50%會帶來什么？好的方面有哪些？不好的方面有哪些？

反激的占空比大于50%意味著什么，占空比影響哪些因素?:占空比設計過大，首先帶來的是匝比增大，主MOS管的應力必然提高。一般反激選取600V或650V以下的MOS管，成本考慮。占空比過大勢必承受不起。

第二點：很重要的是很多人知道，需要斜坡補償，否則環路震蕩。不過這也是有條件的，右平面零點的產生需要工作在CCM模式下，如果設計在DCM模式下也就不存在這一問題了。這也是小功率為什么設計在DCM模式下的其中一個原因。當然我們設計足夠好的環路補償也能克服這一問題。

當然在特殊情形下也需要將占空比設計在大于50%，單位周期內傳遞的能量增加，可以減小開關頻率，達到提升效率的目的，如果反激為了效率做高，可以考慮這一方法。

問題四

反激電源如果要做到一定的效率，需要從哪些方面著手？準諧振？同步整流？

反激的一大劣勢就是效率問題，改善效率有哪些途徑可以思考的呢？減小損耗是必然的，損耗的點有開關管，變壓器，輸出整流管，這是主要的三個部分。

開關管我們知道反激主要是PWM調制的硬開關居多，開關損耗是我們的一大難點，好在軟開關的出現看到了希望。反激無法向LLC那樣做到全諧振，那只能朝準諧振去發展（部分時間段諧振），這樣的IC也有很多問世，我司用的較多是NCP1207，通過在MOS管關斷后，下一次開通前1腳檢測VCC電壓過零后，然后在一個設定時間后開通下一周期。

變壓器的損耗如何做到小，完美使用的變壓器后面問題會涉及到。

同步整流一般在輸出大電流情況下，副邊整流流二極管，哪怕用肖特基損耗依然會很大，這時候采用同步整流MOS替代肖特基二極管。有些人會說這樣成本高不如用LLC，或者正激呢，當然沒有好的，只有更合適的。

問題五

電源的傳導是怎么形成的？傳導的途徑有哪些？常用的手段？電源的輻射受哪些東西影響？怎么做大功率的EMC。

電源傳導測量方式是通過接收輸入端口L,N,PE來自電源內部的高頻干擾（一般150K到30M）。

解決傳導必須弄清楚通過哪些途徑減弱端口接收到的干擾。

如圖：一般有二種模式：L,N差模成分，以及通過PE地回路的共模成分。有些頻率是差共模均有。

通過濾波的方式：一般采用二級共模搭配Y電容來濾去，選擇的方式技巧也很重要，布板影響也很大。一般靠近端口放置低U電感，好是鎳鋅材質，專門針對高頻，繞線方式采用雙線并繞，減少差模成分。后級一般放置感量較大，在4MH到10MH附近，只是經驗值，具體需要與Y電容搭配。X電容濾差模也需要靠近端口，一般放在二級共模中間。放置Y電容，電容布板時走線需要加粗，不可外掛，否則效果很差。（這些只是輸入濾波網絡上做文章）

當然也可以從源頭上下手，傳導是輻射耦合到線路中的結果，減弱了開關輻射也能對傳導帶來好處。影響輻射的幾處一般有MOS管開通速度，整流管導通關斷，變壓器，以及PFC電感等等。這些電路上的設計需要與其他方面折中不做詳述。

一些經驗技巧：針對大功率的EMC一般需要增加屏蔽，立竿見影，屏蔽的部位一般有幾處選擇：

：輸入EMI電路與開關管間屏蔽，這對EMC有很大的作用，很多靠濾波器無效的采用該方法一般很有效果。

第二：變壓器初次級屏蔽，一般設計變壓器若有空間好加上屏蔽。

第三：散熱器的位置能很好充當屏蔽，合理布板利用，散熱器接地選擇也很重要。

第四：判斷輻射源頭位置，一般有幾個簡單的方法，不一定完全準確，可以參考，輸入線套磁環若對EMC有好處，一般是原邊MOS管，輸出線套磁環若對EMC有效果，一般是副邊輸出整流管，尤其是大于100M的高頻?？梢钥紤]在輸出加電容或者共模電感。

當然還有很多其他的細節技巧，尤其是布板環路方面的，后面對LAYOUT會單獨講解。

（接下篇）