本期我們討論如何設計一款優秀的開關電源產品。何為優秀？一個產品在利潤最大化的同時又能符合客戶的要求，這才是優秀的產品。否則，即使產品性能指標再好，在價格上不能符合客戶的要求或價格很有優勢但性能不能符合要求都是失敗的產品。 <?xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:office:office" prefix="o"> 一、收到樣品需求單。當工程師收到樣品需求單的時候，要清楚需求規格及該產品的市場應用環境。當客戶有意向性或僅僅是意向性的時候，營業往往就會開出樣品需求單。營業的目標就是盡早把樣品出到客戶手上。此時工程師要清楚，該產品如是替代客戶現有的產品，新設計樣品則要做到比客戶原有的產品便宜，性能不差甚至更好；該產品如是客戶新的機種需求的，我們則要做到盡快把樣品出到客戶手上。如果還有一點小問題沒解決，但不影響客戶的產品性能測試。可以和客戶溝通好，先把樣品出到客戶手上，讓客戶先測試我們的樣品。客戶的新機種是隨時都有可能會變的，我們要隨時跟進客戶的新需求。市場應用環境比如國際法規、消費者心態等。比如樣品需求是一款適配器，綠色能源計劃目前有藍色天使、能源之星等標准。適配器市場巨大，但生產商也同樣很多。我們以什麼去和這些產商竟爭？早期的適配器產品很少有符合新的法規要求。作為後來者我們要保證我們的產品符合這些要求，同時要考慮到消費者心態，成本要盡一切辦法做到最低。這就是我們的賣點。 二、確定方案。對樣品有了定位後我們可以開始下面的工作了。確定方案，選擇一個適合的方案是最關鍵的。在選方案的時候要盡量和我們現有的方案兼容，盡量不要去用新的東西。 三、材料申請打樣。方案確定好後，主要元器件也就確定了。此時把相關器件的規格發給供應商打樣有利於縮短交貨周期。 四、PCB LAYOUT。布線是設計的重中之重， 對後面的調試、EMI 測試至關重要。與其在後續花時間調試不如多花點時間布線。 五、SPEC的制作。產品的性能在規格書中基本都有體現。規格書的目的就是使客戶更好的了解我們的產品。我們怎樣去定義其中的一些性能指標呢？比如效率的定義。目前對效率要求最高的是能源之星5等級。我們可以定義達到能源之星5就可以了，多余的部份可以考慮把輸出線材規格改小一號。比如浪湧電流的定義。一般適配器我們可以定義小於100A或者定義為不損壞產品器件。這樣輸入前段的熱敏電阻就可以省略不裝。光這兩項就可以省近一元人民幣。 六、設計變壓器。變壓器是開關電源的心髒，要保證這顆心髒的正常工作就要對變壓器的設計非常清楚。變壓器的好壞對產品的性能影響非常大，其中對效率及EMI的影響最為明顯，就以反激變壓器為例吧。 1. 變壓器的繞制。變壓器的繞制方式非常多。理論上講初次級耦合越緊密，漏感則越小，效率則越高。所以很多方法就是初級分二次、三次甚至四次繞，但初次級繞制越緊密分布電容則越大。解決的方法是中間加屏蔽接地，切斷初次級的電場。 2.變壓器的匝比計算。 初級圈數的設計公式： NP=(IP*LP)/(AE*BM) 在設計變壓器之前要確定使用什麼類型的芯片。如一般反激類芯片占空比就不要選太大，太大的占空比會有大的反射電壓，大的漏感。這樣關斷損耗會大很多。進而影響效率、EMI。而如准諧振反激類芯片則不然，為什麼？因為准諧振反激類芯片是谷底關斷的，也就是說他的關斷損耗是很小的。所以可以盡量把占空比選大。占空比大開關電流則小，開關管的損耗則小。 變壓器設計的依據有很多，我們以什麼為立足點來設計一個好的變壓器，使效率和EMI都能最優呢？下面介紹一種全新的方法。結果證明采用新方法設計的電源無論是效率及EMI都優於號稱效率及EMI最優的准諧振之類芯片做的電源。如OB2201 12V<?xml:namespace ns="urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" prefix="st1"> 12V (12+0.6)*DOFF/(270*DON)=匝比=0.1333 DON=0.25897 NS=8T NP=60T IP= LP=900u BM=0.28 AE=64 注： 先確定圈數，因為骨架的窗口面積限制了圈數不能太多。 結果： 實際效率87.8%，優於OB原廠樣板87.2%。
页面更新：2024-05-09
