(研发管理)开关电源研发范例
1 目的
希望以簡短的篇幅，將公司目前設計的流程做介紹，若有介紹不當之處，請不吝指教.
2 設計步驟:
2.1 繪線路圖、PCB Layout. 2.2 變壓器計算. 2.3 零件選用. 2.4 設計驗證.
3 設計流程介紹(以DA-14B33為例):
3.1 線路圖、PCB Layout 請參考資識庫中說明. 3.2 變壓器計算:
變壓器是整個電源供應器的重要核心，所以變壓器的計算及驗証是很重要的，以下即就DA-14B33變壓器做介紹. 3.2.1 決定變壓器的材質及尺寸:
依據變壓器計算公式
Gauss x NpxAe
LpxIp
B 100(max )
? B(max) = 鐵心飽合的磁通密度(Gauss) ? Lp = 一次側電感值(uH) ? Ip = 一次側峰值電流(A) ? Np = 一次側(主線圈)圈數 ? Ae = 鐵心截面積(cm 2)
? B(max) 依鐵心的材質及本身的溫度來決定，以TDK Ferrite
Core PC40為例，100℃時的B(max)為3900 Gauss ，設計時應考慮零件誤差，所以一般取3000~3500 Gauss 之間，若所設計的power 為Adapter(有外殼)則應取3000 Gauss 左右，以避免鐵心因高溫而飽合，一般而言鐵心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以做較大瓦數的Power 。
3.2.2 決定一次側濾波電容:
濾波電容的決定，可以決定電容器上的Vin(min)，濾波電容越大，Vin(win)越高，可以做較大瓦數的Power ，但相對價格亦較高。
3.2.3 決定變壓器線徑及線數:
當變壓器決定後，變壓器的Bobbin 即可決定，依據Bobbin 的槽寬，可決定變壓器的線徑及線數，亦可計算出線徑的電流密度，電流密度一般以6A/mm 2為參考，電流密度對變壓器的設計
而言，只能當做參考值，最終應以溫昇記錄為準。
3.2.4 決定Duty cycle (工作週期):
由以下公式可決定Duty cycle ，Duty cycle 的設計一般以50%為基準，Duty cycle 若超過50%易導致振盪的發生。
xD
Vin D x V Vo Np Ns D (min))1()(-+= ? N S = 二次側圈數 ? N P = 一次側圈數 ? Vo = 輸出電壓 ? V D = 二極體順向電壓
? Vin(min) = 濾波電容上的谷點電壓 ?
D = 工作週期(Duty cycle)
3.2.5 決定Ip 值:
I Iav Ip ?+
=2
1
η
xDx Vin Pout
Iav (m in)=
f
P
x Lp Vin I (min)=
? ? Ip = 一次側峰值電流 ? Iav = 一次側平均電流 ? Pout = 輸出瓦數 ? =η效率 ?
=f PWM 震盪頻率
3.2.6 決定輔助電源的圈數:
依據變壓器的圈比關係，可決定輔助電源的圈數及電壓。
3.2.7 決定MOSFET 及二次側二極體的Stress(應力):
依據變壓器的圈比關係，可以初步計算出變壓器的應力(Stress)是否符合選用零件的規格，計算時以輸入電壓264V(電容器上為380V)為基準。
3.2.8 其它:
若輸出電壓為5V 以下，且必須使用TL431而非TL432時，須考慮多一組繞組提供Photo coupler 及TL431使用。
3.2.9
將所得資料代入Gauss x NpxAe
LpxIp
B 100(max )=
公式中，如此可得出B(max)，若B(max)值太高或太低則參數必須重新調整。
3.2.10 DA-14B33變壓器計算:
? 輸出瓦數13.2W(3.3V/4A)，Core = EI-28，可繞面積(槽
寬)=10mm ，Margin Tape = 2.8mm(每邊)，剩餘可繞面積=4.4mm. ? 假設f T = 45 KHz ，Vin(min)=90V ，η=0.7，P.F.=0.5(cos θ)，
Lp=1600 Uh
?
計算式:
● 變壓器材質及尺寸:
? 由以上假設可知材質為PC-40，尺寸=EI-28，
Ae=0.86cm 2，可繞面積(槽寬)=10mm ，因Margin Tape 使用2.8mm ，所以剩餘可繞面積為4.4mm. ? 假設濾波電容使用47uF/400V ，Vin(min)暫定90V 。 ● 決定變壓器的線徑及線數:
A x x x x Vin Pout Iin 42.05
.07.0902
.13cos (m in)===
θη
? 假設N P 使用0.32ψ的線
電流密度=
A x x 286.11024
.014.342
.0232.014.342.02
==
?
?
? ??
可繞圈數=
()圈線徑
剩餘可繞面績57.1203.032.04
.4=+= ? 假設Secondary 使用0.35ψ的線
電流密度=
A x x 07.440289
.014.34
235.014.342
==
?
?
?
??
? 假設使用4P ，則
電流密度=
A 02.114
07
.44=
可繞圈數=
()
圈57.1103.035.04
.4=+
● 決定Duty cycle:
? 假設Np=44T ，Ns=2T ，V D =0.5(使用schottky Diode)
()()D
Vin D V Vo Np Ns D (min)1-+=
()()%2.489015.03.3442=?-+=D D
D
● 決定Ip 值:
I Iav Ip ?+=21
A x x xD x Vin Pout Iav 435.0482
.07.0902
.13(min)===
η
A K
x u f D x Lp Vin I 603.045482
.0160090(min)===
? A Ip 737.02
603
.0435.0=+
= ● 決定輔助電源的圈數:
假設輔助電源=12V
12
8
.31=A N Ns 12
8.321=A N N A1=6.3圈
假設使用0.23ψ的線 可繞圈數=
圈13.19)
02.023.0(4
.4=+
若N A1=6Tx2P ，則輔助電源=11.4V
● 決定MOSFET 及二次側二極體的Stress(應力):
MOSFET(Q1) =最高輸入電壓(380V)+
()D V Vo Ns
Np
+ =()5.03.32
44
380++
=463.6V
Diode(D5)=輸出電壓(Vo)+
Np
Ns
x 最高輸入電壓(380V)
=38044
2
3.3x +
=20.57V
Diode(D4)=
)380()(2V x Np
Ns
N A 最高輸入電壓輸出電壓+
=38044
4
6.6x +
=41.4V ● 其它:
因為輸出為3.3V ，而TL431的Vref 值為2.5V ，若再加上photo coupler 上的壓降約1.2V ，將使得輸出電壓無法推動Photo coupler 及TL431，所以必須另外增加一組線圈提供迴授路徑所需的電壓。 假設N A2 = 4T 使用0.35ψ線，則
可繞圈數=()
T 58.1103.035.04
.4=+，所以可將N A2定為
4Tx2P
2
28
.3A A V N Ns = V
V V A A 6.78.34222
=?=
● Gauss
x x x Gauss x NpxAe
LpxIp
B 3.311610086
.044737
.01600)(100(max )==
=
● 變壓器的接線圖:
3.3 零件選用:
零件位置(標註)請參考線路圖: (DA-14B33 Schematic) 3.3.1
FS1:
由變壓器計算得到Iin 值，以此Iin 值(0.42A)可知使用公司共用料2A/250V ，設計時亦須考慮Pin(max)時的Iin 是否會超過保險絲的額定值。
3.3.2
TR1(熱敏電阻):
電源啟動的瞬間，由於C1(一次側濾波電容)短路，導致Iin 電流很大，雖然時間很短暫，但亦可能對Power 產生傷害，所以必須在濾波電容之前加裝一個熱敏電阻，以限制開機瞬間Iin 在Spec 之內(115V/30A ，230V/60A)，但因熱敏電阻亦會消耗功率，所以不可放太大的阻值(否則會影響效率)，一般使用SCK053(3A/5Ω)，若C1電容使用較大的值，則必須考慮將熱敏電阻的阻值變大(一般使用在大瓦數的Power 上)。
0.32Φx1Px22T
0.32Φx1Px22T
0.35Φx2Px4T
0.35Φx4Px2T
0.23Φx2Px6T
3.3.3VDR1(突波吸收器):
當雷極發生時，可能會損壞零件，進而影響Power的正常動作，所
以必須在靠AC輸入端 (Fuse之後)，加上突波吸收器來保護
Power(一般常用07D471K)，但若有價格上的考量，可先忽略不裝。
3.3.4CY1，CY2(Y-Cap):
Y-Cap一般可分為Y1及Y2電容，若AC Input有FG(3 Pin)一般使
用Y2- Cap ， AC Input若為2Pin(只有L，N)一般使用Y1-Cap，
Y1與Y2的差異，除了價格外(Y1較昂貴)，絕緣等級及耐壓亦不同
(Y1稱為雙重絕緣，絕緣耐壓約為Y2的兩倍，且在電容的本體上會
有“回”符號或註明Y1)，此電路因為有FG所以使用Y2-Cap，Y-Cap
會影響EMI特性，一般而言越大越好，但須考慮漏電及價格問題，
漏電(Leakage Current )必須符合安規須求(3Pin公司標準為750uA
max)。
3.3.5CX1(X-Cap)、RX1:
X-Cap為防制EMI零件，EMI可分為Conduction及Radiation兩部
分，Conduction規範一般可分為: FCC Part 15J Class B 、 CISPR
22(EN55022) Class B 兩種， FCC測試頻率在450K~30MHz，CISPR
22測試頻率在150K~30MHz， Conduction可在廠內以頻譜分析儀驗
證，Radiation 則必須到實驗室驗證，X-Cap 一般對低頻段(150K ~
數M之間)的EMI防制有效，一般而言X-Cap愈大，EMI防制效果愈
好(但價格愈高)，若X-Cap在0.22uf以上(包含0.22uf)，安規規
定必須要有洩放電阻(RX1，一般為1.2MΩ 1/4W)。
3.3.6LF1(Common Choke):
EMI防制零件，主要影響Conduction 的中、低頻段，設計時必須
同時考慮EMI特性及溫昇，以同樣尺寸的Common Choke而言，線
圈數愈多(相對的線徑愈細)，EMI防制效果愈好，但溫昇可能較高。
3.3.7BD1(整流二極體):
將AC電源以全波整流的方式轉換為DC，由變壓器所計算出的Iin
值，可知只要使用1A/600V的整流二極體，因為是全波整流所以耐
壓只要600V即可。
3.3.8C1(濾波電容):
由C1的大小(電容值)可決定變壓器計算中的Vin(min)值，電容量
愈大，Vin(min)愈高但價格亦愈高，此部分可在電路中實際驗證
Vin(min)是否正確，若AC Input 範圍在90V~132V (Vc1 電壓最高
約190V)，可使用耐壓200V的電容;若AC Input 範圍在90V~264V(或
180V~264V)，因Vc1電壓最高約380V，所以必須使用耐壓400V的
電容。
3.3.9D2(輔助電源二極體):
整流二極體，一般常用FR105(1A/600V)或BYT42M(1A/1000V)，兩
者主要差異:
1.耐壓不同(在此處使用差異無所謂)
不同(FR105=1.2V，BYT42M=1.4V)
2.V
F
3.3.10 R10(輔助電源電阻):
主要用於調整PWM IC的VCC電壓，以目前使用的3843而言，設計
時VCC必須大於8.4V(Min. Load時)，但為考慮輸出短路的情況，
VCC電壓不可設計的太高，以免當輸出短路時不保護(或輸入瓦數過
大)。
3.3.11 C7(濾波電容):
輔助電源的濾波電容，提供PWM IC較穩定的直流電壓，一般使用
100uf/25V電容。
3.3.12 Z1(Zener 二極體):
當回授失效時的保護電路，回授失效時輸出電壓衝高，輔助電源電
壓相對提高，此時若沒有保護電路，可能會造成零件損壞，若在3843
VCC與3843 Pin3腳之間加一個Zener Diode，當回授失效時Zener
Diode會崩潰，使得Pin3腳提前到達1V，以此可限制輸出電壓，
達到保護零件的目的.Z1值的大小取決於輔助電源的高低，Z1的決
耐壓值，原則上使用公司的現有料(一定亦須考慮是否超過Q1的V
GS
般使用1/2W即可).
3.3.13 R2(啟動電阻):
提供3843第一次啟動的路徑，第一次啟動時透過R2對C7充電，
以提供3843 VCC所需的電壓，R2阻值較大時，turn on的時間較
長，但短路時Pin瓦數較小，R2阻值較小時，turn on的時間較短，
短路時Pin瓦數較大，一般使用220KΩ/2W M.O。.
3.3.14 R4 (Line Compensation):
高、低壓補償用，使3843 Pin3腳在90V/47Hz及264V/63Hz接近
一致(一般使用750KΩ~1.5MΩ 1/4W之間)。
3.3.15 R3，C6，D1 (Snubber):
此三個零件組成Snubber，調整Snubber的目的:1.當Q1 off瞬間
會有Spike產生，調整Snubber可以確保Spike不會超過Q1的耐
壓值，2.調整Snubber可改善EMI.一般而言，D1使用
1N4007(1A/1000V)EMI特性會較好.R3使用2W M.O.電阻，C6的耐
壓值以兩端實際壓差為準(一般使用耐壓500V的陶質電容)。
3.3.16 Q1(N-MOS):
較目前常使用的為3A/600V及6A/600V兩種，6A/600V的R
DS(ON)
電流未超過3A，應該先以3A/600V小，所以溫昇會較低，若I
DS
3A/600V為考量，並以溫昇記錄來驗證，因為6A/600V的價格高於
是否超過額定值。
3A/600V許多，Q1的使用亦需考慮V
DS
3.3.17 R8:
R8的作用在保護Q1，避免Q1呈現浮接狀態。
3.3.18 R7(Rs電阻):
3843 Pin3腳電壓最高為1V，R7的大小須與R4配合，以達到高低
壓平衡的目的，一般使用2W M.O.電阻，設計時先決定R7後再加上
R4補償，一般將3843 Pin3腳電壓設計在0.85V~0.95V之間(視瓦
數而定，若瓦數較小則不能太接近1V，以免因零件誤差而頂到1V)。
3.3.19 R5，C3(RC filter):
濾除3843 Pin3腳的雜訊，R5一般使用1KΩ 1/8W，C3一般使用
102P/50V的陶質電容，C3若使用電容值較小者，重載可能不開機(因
為3843 Pin3瞬間頂到1V);若使用電容值較大者，也許會有輕載不
開機及短路Pin過大的問題。
3.3.20 R9(Q1 Gate電阻 ):
R9電阻的大小，會影響到EMI及溫昇特性，一般而言阻值大，Q1 turn
on / turn off的速度較慢，EMI特性較好，但Q1的溫昇較高、效
率較低(主要是因為turn off速度較慢);若阻值較小， Q1 turn on
/ turn off的速度較快，Q1溫昇較低、效率較高，但EMI較差，
一般使用51Ω-150Ω 1/8W。
3.3.21 R6，C4(控制振盪頻率):
決定3843的工作頻率，可由Data Sheet得到R、C組成的工作頻
率，C4一般為10nf的電容(誤差為5%)，R6使用精密電阻，以
DA-14B33為例，C4使用103P/50V PE電容，R6為3.74KΩ1/8W精
密電阻，振盪頻率約為45 KHz。
3.3.22 C5:
功能類似RC filter，主要功用在於使高壓輕載較不易振盪，一般
使用101P/50V陶質電容。
3.3.23 U1(PWM IC):
3843是PWM IC的一種，由Photo Coupler (U2)回授信號控制Duty
Cycle的大小，Pin3腳具有限流的作用(最高電壓1V)，目前所用的
3843中，有KA3843(SAMSUNG)及UC3843BN(S.T.)兩種，兩者腳位相
同，但產生的振盪頻率略有差異，UC3843BN較KA3843快了約2KHz，
的增加會衍生出一些問題(例如:EMI問題、短路問題)，因KA3843
f
T
較難買，所以新機種設計時，儘量使用UC3843BN。
3.3.24 R1、R11、R12、C2(一次側迴路增益控制):
3843內部有一個Error AMP(誤差放大器)，R1、R11、R12、C2及
Error AMP組成一個負回授電路，用來調整迴路增益的穩定度，迴
路增益，調整不恰當可能會造成振盪或輸出電壓不正確，一般C2
使用立式積層電容(溫度持性較好)。
3.3.25 U2(Photo coupler)
光耦合器(Photo coupler)主要將二次側的信號轉換到一次側(以電
流的方式)，當二次側的TL431導通後，U2即會將二次側的電流依
比例轉換到一次側，此時3843由Pin6 (output)輸出off的信號(Low)
來關閉Q1，使用Photo coupler的原因，是為了符合安規需求
(primacy to secondary的距離至少需5.6mm)。
3.3.26 R13(二次側迴路增益控制):
控制流過Photo coupler的電流，R13阻值較小時，流過Photo
coupler的電流較大，U2轉換電流較大，迴路增益較快(需要確認
是否會造成振盪)，R13阻值較大時，流過Photo coupler的電流較
小，U2轉換電流較小，迴路增益較慢，雖然較不易造成振盪，但需
注意輸出電壓是否正常。
3.3.27 U3(TL431)、R15、R16、R18
調整輸出電壓的大小，
()
()16
//
15
18
16
//
13
R
R
R
R
R
x
Vref
Vo
+
=，輸出電壓不
可超過38V(因為TL431 V
KA
最大為36V，若再加Photo coupler的
V
F
值，則Vo應在38V以下較安全)，TL431的Vref為2.5V，R15及
R16並聯的目的使輸出電壓能微調，且R15與R16並聯後的值不可
太大(儘量在2KΩ以下)，以免造成輸出不準。
3.3.28 R14，C9(二次側迴路增益控制):
控制二次側的迴路增益，一般而言將電容放大會使增益變慢；電容
放小會使增益變快，電阻的特性則剛好與電容相反，電阻放大增益
變快；電阻放小增益變慢，至於何謂增益調整的最佳值，則可以
Dynamic load來量測，即可取得一個最佳值。
3.3.29 D4(整流二極體):
因為輸出電壓為 3.3V，而輸出電壓調整器(Output Voltage
Regulator)使用TL431(Vref=2.5V)而非TL432(Vref=1.25V)，所以
必須多增加一組繞組提供Photo coupler及TL431所需的電源，因
為U2及U3所需的電流不大(約10mA左右)，二極體耐壓值100V即
可，所以只需使用1N4148(0.15A/100V)。
3.3.30 C8(濾波電容):
因為U2及U3所需的電流不大，所以只要使用1u/50V即可。
3.3.31 D5(整流二極體):
輸出整流二極體，D5的使用需考慮:
a.電流值
b.二極體的耐壓值
以DA-14B33為例，輸出電流4A，使用10A的二極體(Schottky)應
該可以，但經點溫昇驗証後發現D5溫度偏高，所以必須換為15A
的二極體，因為10A的V
F 較15A的V
F
值大。耐壓部分40V經驗証
後符合，因此最後使用15A/40V Schottky。
3.3.32 C10，R17(二次側snubber) :
D5在截止的瞬間會有spike產生，若spike超過二極體(D5)的耐壓
值，二極體會有被擊穿的危險，調整snubber可適當的減少spike
的電壓值，除保護二極體外亦可改善EMI，R17一般使用1/2W的電
阻，C10一般使用耐壓500V的陶質電容，snubber調整的過程
(264V/63Hz)需注意R17,C10是否會過熱，應避免此種情況發生。
3.3.33 C11，C13(濾波電容):
二次側第一級濾波電容，應使用內阻較小的電容(LXZ，YXA…)，電
容選擇是否洽當可依以下三點來判定:
a.輸出Ripple電壓是符合規格
b.電容溫度是否超過額定值
c.電容值兩端電壓是否超過額定值
3.3.34 R19(假負載):
適當的使用假負載可使線路更穩定，但假負載的阻值不可太小，否
則會影響效率，使用時亦須注意是否超過電阻的額定值(一般設計
只使用額定瓦數的一半)。
3.3.35 L3，C12(LC濾波電路):
LC濾波電路為第二級濾波，在不影響線路穩定的情況下，一般會將
L3 放大(電感量較大)，如此C12可使用較小的電容值。
4設計驗証:(可分為三部分)
a.設計階段驗証
b.樣品製作驗証
c.QE驗証
4.1 設計階段驗証
設計實驗階段應該養成記錄的習慣，記錄可以驗証實驗結果是否與電氣規格相符，以下即就DA-14B33設計階段驗証做說明(驗証項目視規格而定)。 4.1.1 電氣規格驗証: 4.1.1.1
3843 PIN3腳電壓(full load 4A) : 90V/47Hz = 0.83V 115V/60Hz = 0.83V 132V/60Hz = 0.83V 180V/60Hz = 0.86V 230V/60Hz = 0.88V 264V/63Hz
= 0.91V
4.1.1.2
Duty Cycle , f T :
%
5.4735.2115.108.4647/90====Cycle Duty us
T us ton KHz
f Hz
V T
%
2.1535.2125.38.4660/264====Cycle Duty us t us
ton KHz f Hz
V T
4.1.1.3 Vin(min) = 100V (90V / 47Hz full load) 4.1.1.4
Stress (264V / 63Hz full load) : Q1 MOSFET:
D5:
D4:
4.1.1.5
輔助電源(開機，滿載)、短路Pin max.:
.)(max 2.1)4(26.11)
0.18A(8.4V 47/90W A V Hz V ===短路滿載開機
.)
(max 8.8)4(26.11)
0.13A(8.4V 63/264W A V Hz V ===短路滿載開機
4.1.1.6 Static (full load)
Pin(w) Iin(A) Iout(A) Vout(V) P.F. Ripple(mV) Pout(w) eff 90V/47Hz 18.7 0.36 4 3.30 0.57 32 13.22 70.7 115V/60Hz 18.6 0..31 4 3.30 0.52 28 13.22 71.1 132V/60Hz 18.6 0.28 4 3.30 0.50 29 13.22 71.1 180V/60Hz 18.7 0.21 4 3.30 0.49 30 13.23 70.7 230V/60Hz 18.9 0.18 4 3.30 0.46 29 13.22 69.9 264V/60Hz
19.2
0.16
4
3.30
0.45
29
13.23
68.9
4.1.1.7 Full Range 負載(0.3A-4A) (驗証是否有振盪現象)
4.1.1.8
回授失效(輸出輕載) 90V/47Hz Vout = 8.3V 264V/63Hz
Vout = 6.03V
4.1.1.9
O.C.P.(過電流保護) 90V/47Hz = 7.2A 264V/63Hz = 8.4A
90V/47Hz = OK 115V/60Hz = OK 132V/60Hz = OK 180V/60Hz = OK 230V/60Hz = OK 264V/63Hz =
OK
4.1.1.10Pin(max.)
90V/47Hz = 24.9W
264V/63Hz = 27.1W
4.1.1.11Dynamic test
H=4A，t1=25ms，slew Rate = 0.8A/ms (Rise)
L=0.3A，t2=25ms，slew Rate = 0.8A/ms (Full)
90V/47Hz
264V/63Hz
4.1.1.12HI-POT test:
HI-POT test一般可分為兩種等級:
?輸入為3 Pin(有FG者)，HI-POT test為1500Vac/1
minute。Y-CAP使用Y2-CAP
?輸入為2 Pin(無FG者)，HI-POT test為3000Vac/1
minute。Y-CAP使用Y1-CAP
DA-14B33屬於輸入3 PIN HI-POT test 為1500Vac/1 minute。
4.1.1.13Grounding test:
輸入為3 Pin(有FG者)，一般均要測接地阻(Grounding
test)，安規規定FG到輸出線材(輸出端)的接地電阻不能超過
100mΩ(25A/3 Second)。
4.1.1.14溫昇記錄
設計實驗定案後(暫定)，需針對整體溫昇及EMI做評估，若溫
昇或EMI無法符合規格，則需重新實驗。溫昇記錄請參考附
件，D5原來使用BYV118(10A/40V Schottky)，因溫昇較高改
為PBYR1540CTX(15A/40V)。
4.1.1.15EMI測試:
EMI測試分為二類:
?Conduction(傳導干擾)
?Radiation(幅射干擾)
前者視規範不同而有差異(FCC : 450K - 30MHz，CISPR 22 :150K
- 30MHz)，前者可利用廠內的頻譜分析儀驗証；後者(範圍由
30M - 300MHz，則因廠內無設備必須到實驗室驗証，
Conduction，Radiation測試資料請參考附件) 。
4.1.1.16機構尺寸:
設計階段即應對機構尺寸驗証，驗証的項目包括 : PCB尺寸、
零件限高、零件禁置區、螺絲孔位置及孔徑、外殼孔寸….，
若設計階段無法驗証，則必須在樣品階段驗証。
4.1.2樣品驗証:
樣品製作完成後，除溫昇記錄、EMI測試外(是否需重新驗証，視情
況而定)，每一台樣品都應經過驗証(包括電氣及機構尺寸)，此階段
的電氣驗証可以以ATE(Chroma)測試來完成，ATE測試必須與電氣規
格相符。
4.1.3QE驗証:
QE針對工程部所提供的樣品做驗証，工程部應提供以下交件及樣品
供QE驗証。
开关电源研发范例
1 目的 希望以简短的篇幅，将公司目前设计的流程做介绍，若有介绍不当之处，请不吝指教. 2 设计步骤: 2.1 绘线路图、PCB Layout. 2.2 变压器计算. 2.3 零件选用. 2.4 设计验证. 3 设计流程介绍(以DA-14B33为例): 3.1 线路图、PCB Layout 请参考资识库中说明. 3.2 变压器计算: 变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的，以下即就DA-14B33变压器做介绍. 3.2.1 决定变压器的材质及尺寸: 依据变压器计算公式 Gauss x NpxAe LpxIp B 100(max ) ? B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss) ? Lp = 一次侧电感值(uH)
? Ip = 一次侧峰值电流(A) ? Np = 一次侧(主线圈)圈数 ? Ae = 铁心截面积(cm 2) ? B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500 Gauss 之间，若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以做较大瓦数的Power 。 3.2.2 决定一次侧滤波电容: 滤波电容的决定，可以决定电容器上的Vin(min)，滤波电容越大，Vin(win)越高，可以做较大瓦数的Power ，但相对价格亦较高。 3.2.3 决定变压器线径及线数: 当变压器决定后，变压器的Bobbin 即可决定，依据Bobbin 的槽宽，可决定变压器的线径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流密度一般以6A/mm 2为参考，电流密度对变压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以温升记录为准。 3.2.4 决定Duty cycle (工作周期): 由以下公式可决定Duty cycle ，Duty cycle 的设计一般以50%为基准，Duty cycle 若超过50%易导致振荡的发生。 xD Vin D x V Vo Np Ns D (min))1()(-+=
开关电源类产品介绍
随着开关电源类产品的日益增多，电磁兼容设计成为开关电源开发过程中至关重要的一个环节，相应的电磁兼容标准也成为开关电源类产品必须满足的性能指标。高频开关电源是严重的电磁干扰源，很多情况下需对其安装EMI电源滤波器。传统的滤波器设计方法计算繁琐、设计过程复杂、研发时间长。为了提高滤波器性能和缩短开发时间，本文针对DC-DC开关电源介绍了一种简单且效果良好的滤波器设计方法。本文在阐述开关电源电磁干扰基本特点的基础上，提出了电源传导加固技术。文中阐述了EMI电源滤波器的基本原理、拓扑结构、设计原则和滤波器件的高频特性，分析了网络理论及其在EMI电源滤波器设计中的应用。本文以某一航空产品中的DC-DC开关电源项目为依托，设计EMI电源滤波器。通过了解开关电源需要满足的电磁兼容标准，测试分析其电磁干扰信号特点，提出滤波器性能指标。利用网络理论设计分析滤波电路，通过编程实现对滤波电路参数的设计。建立滤波器插入损耗仿真模型，编写仿真程序，对设计结果进行分析，最后通过实际测试，验证设计方法的J下确性。同时，在EMI电源滤波器设计的基础上，对滤波器进行了拓展功能的电路设计，主要针对开关动作所引起的浪涌电压。通过讨论应用于EMI电源滤波器中的软磁铁氧体材料的特性，提出了铁氧体磁芯的选择原则和应用方法，同时讨论了主要滤波器件的选择和设计。深入研究EMI电源滤波器在工程设计中的关键技术及滤波器封装技术，并提出封装过程测试方法及工程应用时安装使用应注意的主要问题。 随着开关电源的迅速发展和广泛应用,它们引起的电磁泄露和电磁辐射问题越来越严重。电源EMI滤波器作为开关电源的辅助器件,可以有效地抑制开关电源中的传导干扰。无源元件的高频非理想特性使无源EMI滤波器高频特性变差,而无源元件同样影响有源EMI滤波器的高频特性。因此对EMI滤波器高频特性的研究具有现实意义。对于无源EMI滤波器,本文研究了几种改善自感寄生参数的方法的有效性,分析了元件间的互感耦合和电容的自感寄生参数分别对π型共模滤波器的影响。提出利用部分互感耦合改善电容的自感寄生参数的优化措施。对于有源EMI滤波器,本文分析了一种有源EMI滤波器在分别连接纯电阻、感性和容性负载时的插损,分析了反馈环路中各个模块的作用和影响。最后,对有源EMI滤波器注入环节中的电容进行了改进,改善了它的高频特性。 本文首先介绍了利用傅立叶变换估算开关电源噪声频谱的方法,接着分别论
开关电源各模块原理实图讲解
开关电源原理 一、开关电源的电路组成： 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值 降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及 杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。 当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪 涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是 负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。
时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增 大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。 三、功率变换电路： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导 体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图： 3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。 R1和Q1中的结电容C GS、C GD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。 Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量
开关电源各种保护电路实例详细解剖
输入欠压保护电路 输入欠压保护电路一 1、概述（电路类别、实现主要功能描述）： 该电路属于输入欠压电路，当输入电压低于保护电压时拉低控制芯片的供电Vcc，从而关闭输出。 2、电路组成（原理图）： 3、工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理): 当电源输入电压高于欠压保护设定点时，A点电压高于U4的Vref，U4导通，B点电压为低电平，Q4导通，Vcc供电正常；当输入电压低于保护电压时，A 点电压低于U4的Vref，U4截止，B点电压为高电平，Q4截止，从而Vcc没 有电压，此时Vref也为低电平，当输入电压逐渐升高时，A点电压也逐渐升高，当高于U4的Vref，模块又正常工作。R4可以设定欠压保护点的回差。4、电路的优缺点 该电路的优点：电路简单，保护点精确 缺点：成本较高。 5、应用的注意事项： 使用时注意R1，R2的取值，有时候需要两个电阻并联才能得到需要的保护点。还需要注意R1，R2的温度系数，否则高低温时，欠压保护点相差较大。输入欠压保护电路二 1、概述（电路类别、实现主要功能描述）： 输入欠压保护电路。当输入电压低于设定欠压值时，关闭输出；当输入电压 升高到设定恢复值时，输出自动恢复正常。 2、电路组成（原理图）：
3、工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理): 输入电压在正常工作范围内时， Va大于VD4的稳压值，VT4导通，Vb为0电位，VT5截止，此时保护电路不起作用；当输入电压低于设定欠压值时，Va小于VD4的稳压值，VT4截止，Vb为高电位，VT5导通，将COMP（芯片的1脚）拉到0电位，芯片关闭输出，从而实现了欠压保护功 能。 R21、VT6、R23组成欠压关断、恢复时的回差电路。当欠压关断时,VT6导通，将R21与R2并联，；恢复时，VT6截止， ，回差电压即为(Vin’-Vin)。 4、电路的优缺点 优点：电路形式简单，成本较低。 缺点：因稳压管VD4批次间稳压值的差异，导致欠压保护点上下浮动，大批量生产时需经常调试相关参数。 5、应用的注意事项： VD4应该选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如R2应考虑多个并联以方便调试。 输出过压保护电路 输出过压保护电路一 1、概述（电路类别、实现主要功能描述）：
开关电源类产品设计的安全规范
仅供参考[整理] 安全管理文书 开关电源类产品设计的安全规范 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共14 页
开关电源类产品设计的安全规范 1.范围 1.1本规范规定了0公司户内使用、额定电压≤600V的开关电源类产品的设计安全要求，它包括参考标准资料、标志说明、一般要求和试验一般条件、电气技术参数规格、材料和结构、电气试验、机械试验、环境可靠性试验、包装、存放、出货和附录项内容。 1.2它主要以信息技术设备，包括电气事务设备及与之相关设备的安全标准为基础编写。 2.主要参考资料 2.1IEC60950-1999：信息技术设备的安全。 2.2IEC61000-4（所有系列）：电磁兼容--试验和测量技术。 2.3IEC61000-3-2-1998：电磁兼容第3部分：限值第2章低压电气及电子设备发出的谐波 电流限值（设备每相输入电流≤16A）。 2.4IEC61000-3-3-1998：电磁兼容第3部分：限值第3章标称电流≦16A的低压电气及电子设备的供电系统中电压波动和变化的限值。 2.5IEC60384-14-1993：电子设备用固定电容器第14部分：分规范拟制电源电磁干扰用固定电容器。 2.6CISPR22-1998：信息技术设备的无线电干扰特性的限值和测量方法。 2.7CISPR24-1997：信息技术设备的无线电抗干扰特性的限值和测量方法。 2.8IEC60695-10-2：1995：着火危险试验第10部分：减少着火对电子技术产品而引起的不正常发热效应的指南和试验方法第2部分： 第 2 页共 14 页
开关电源国内外研发状况及发展方向
国内外研发状况及发展方向 国内外开关电源的研发现状 自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。1977年国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General 公司、Unitrode公司等相继推出一系列PWM芯片。近些年来，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。1994年，美国电源集成公司(Power Integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。之后相继推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品。意-法半导体公司最近也开发出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用[1]。目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。 与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。但是，随着国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产DC/DC产品所代替。 开关电源的使用为国家节省了大量铜材、钢材和占地面积。由于变换效率提高，能耗减少，降低了电源周围环境的室温，改善了工作人员的环境。我国邮电通信部门广泛采用开关电源极大地推动了它在其它领域的广泛应用。值得指出的是，近两年来出现的电力系统直流操作电源，是针对国家投资4000亿元用于城网、农网的供电工程改造、提高输配电供电质量而推出的，它已开始采用开关电源以取代传统的相控电源。国内一些通信公司如中兴通讯等均已相继推出系列产品。目前，国内开关电源自主研发及生产厂家有300多家，形成规模的有十多家。国产开关电源已占据了相当市场，一些大公司如中兴通讯自主开发的电源系列产品已获得广泛认同，在电源市场竞争中颇具优势，并有少量开始出口。 开关电源的发展方向 目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管，开关频率可达几十千赫；采用MOSFET的开关电源转换频率可达几百千赫。为提高开关频率，必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度，理论上开关损耗为零，噪声也很小，这是提高开关电源工作频率的一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四个方面。 一、小型化、薄型化、轻量化、高频化———开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可
几种实用的直流开关电源保护电路
几种实用的直流开关电源保护电路 1 引言 随着科学技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用，并相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源[1-3].同时随着许多高新技术，包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展，开关电源技术在不断地创新，这为直流开关电源提供了广泛的发展空间[4].但是由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便。为了保护开关电源自身和负载的安全，根据了直流开关电源的原理和特点，设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。 2 开关电源的原理及特点 2.1工作原理 直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。功率转换部分是开关电源的核心，它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。它主要由开关三极管和高频变压器组成。图1画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图，它是由全波整流器，开关管V，激励信号，续流二极管Vp，储能电感和滤波电容C组成。实际上，直流
开关电源的核心部分是一个直流变压器。 2.2特点 为了适应用户的需求，国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是通过改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn-Zn）材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能，同时SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。 直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰，适应恶劣环境和突发故障的能力较弱。由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距，因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高， 3 直流开关电源的保护 基于直流开关电源的特点和实际的电气状况，为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，本文根据不同的情况设计了多
(研发管理)开关电源研发范例
1 目的 希望以簡短的篇幅，將公司目前設計的流程做介紹，若有介紹不當之處，請不吝指教. 2 設計步驟: 2.1 繪線路圖、PCB Layout. 2.2 變壓器計算. 2.3 零件選用. 2.4 設計驗證. 3 設計流程介紹(以DA-14B33為例): 3.1 線路圖、PCB Layout 請參考資識庫中說明. 3.2 變壓器計算: 變壓器是整個電源供應器的重要核心，所以變壓器的計算及驗証是很重要的，以下即就DA-14B33變壓器做介紹. 3.2.1 決定變壓器的材質及尺寸: 依據變壓器計算公式 Gauss x NpxAe LpxIp B 100(max ) ? B(max) = 鐵心飽合的磁通密度(Gauss) ? Lp = 一次側電感值(uH) ? Ip = 一次側峰值電流(A) ? Np = 一次側(主線圈)圈數 ? Ae = 鐵心截面積(cm 2) ? B(max) 依鐵心的材質及本身的溫度來決定，以TDK Ferrite Core PC40為例，100℃時的B(max)為3900 Gauss ，設計時應考慮零件誤差，所以一般取3000~3500 Gauss 之間，若所設計的power 為Adapter(有外殼)則應取3000 Gauss 左右，以避免鐵心因高溫而飽合，一般而言鐵心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以做較大瓦數的Power 。 3.2.2 決定一次側濾波電容: 濾波電容的決定，可以決定電容器上的Vin(min)，濾波電容越大，Vin(win)越高，可以做較大瓦數的Power ，但相對價格亦較高。 3.2.3 決定變壓器線徑及線數: 當變壓器決定後，變壓器的Bobbin 即可決定，依據Bobbin 的槽寬，可決定變壓器的線徑及線數，亦可計算出線徑的電流密度，電流密度一般以6A/mm 2為參考，電流密度對變壓器的設計
常用直流开关电源的保护电路设计
常用直流开关电源的保护电路设计 概述 随着科学技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用，并相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源[1-3]。同时随着许多高新技术，包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展，开关电源技术在不断地创新，这为直流开关电源提供了广泛的发展空间。但是由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便。为了保护开关电源自身和负载的安全，根据了直流开关电源的原理和特点，设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。 2 开关电源的原理及特点 2.1工作原理 直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。功率转换部分是开关电源的核心，它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。它主要由开关三极管和高频变压器组成。图1画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图，它是由全波整流器，开关管V，激励信号，续流二极管Vp，储能电感和滤波电容C组成。实际上，直流开关电源的核心部分是一个直流变压器。 2.2特点 为了适应用户的需求，国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是通过改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体(Mn-Zn)材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能，同时SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。 直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰，适应恶劣环境和突发故障的能力较弱。由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距，因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高， 3 直流开关电源的保护 基于直流开关电源的特点和实际的电气状况，为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，本文根据不同的情况设计了多种保护电路。 3.1过电流保护电路
AC-DC-DC电源技术方案设计
直流电源设计方案
目录 1.概述 (1) 2 系统的整体结构设计 (3) 3．三相六开关APFC电路设计 (23) 4. 移相全桥ZVS PWM变换器分析与设计 (28) 5．高压直流二次电源DC／DC变换器设计 (34) 6. 器材选取 (40) 7. 电源系统散热分析 (55) 8. 参数设计仿真结果 (58)
1.概述 1.1 目的和意义 目前，越来越多的电力电子设备投入到电网中，由于不可控整流器在大功率电源设备中的广泛应用，其对电网造成的谐波污染日益严重，使得电能生产、传输和利用的效率降低，并影响电网的安全运行。为了保证电网的正常运行，现在采取的办法往往是限制接入电网的整流设备的容量，这就限制了一些大功率直流电源的使用。电力电子装置，尤其是各种直流变换装置向高频化、高功率密度化发展，其关键技术是软开关技术。因此，大功率开关电源的功率因数校正技术及DC/DC变换器软开关技术是当前研究的热点。 1.2 开关电源技术发展现状 开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件，通过控制开关元件的占空比进而调整输出电压的电源变换装置，开关电源的前置级将电网工频电压经整流滤波为直流电压，再经直流变换电路即开关电源后即处理后输出、整流、滤波。为了稳定输出电压，设计电压反馈电路对输出的电压进行采样，并把所采样的电压信号送到控制电路中，进行比较处理，调节输出的控制脉冲的占空比，最终使输出电压的纹波及电源的稳定满足设计指标。 开关电源通常包括EMI滤波模块、AC/DC变换模块、DC/DC变换模块、控制、驱动及保护模块、辅助电源模块等。传统的开关电源输入电流中谐波含量高,功率因数低,开关损耗大、电磁干扰严重等一系列问题阻碍了电源技术向着高效率、绿色化、实用化的方向发展。自20世纪80年代以来,随着有源功率因数校正技术和软开关技术的发展,上述问题得到了较好的解决，开关电源技术也步入了一个新的迅速发展的阶段。 1.3 本次设计的主要容 本次设计一款符合《航天地面直流电源通用规》要求的直流电源系统。其采用两级结构，前级AC/DC部分采用三相六开关APFC电路，后级采用移相全桥ZVS
开关电源保护电路实例详细分析
开关电源保护电路实例详细分析 输入欠压保护电路 1、输入欠压保护电路一 概述（电路类别、实现主要功能描述）： 该电路属于输入欠压电路，当输入电压低于保护电压时拉低控制芯片的供电Vcc，从而关闭输出。 电路组成（原理图）： 工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理): 当电源输入电压高于欠压保护设定点时，A点电压高于U4的Vref，U4导通，B点电压为低电平，Q4导通，Vcc供电正常；当输入电压低于保护电压时，A点电压低于U4的Vref，U4截止，B点电压为高电平，Q4截止，从而Vcc没有电压，此时Vref也为低电平，当输入电压逐渐升高时，A点电压也逐渐升高，当高于U4的Vref，模块又正常工作。R4可以设定欠压保护点的回差。 电路的优缺点 该电路的优点：电路简单，保护点精确 缺点：成本较高。 应用的注意事项： 使用时注意R1，R2的取值，有时候需要两个电阻并联才能得到需要的保护点。还需要注意R1，R2的温度系数，否则高低温时，欠压保护点相差较大。 2、输入欠压保护电路二 概述（电路类别、实现主要功能描述）： 输入欠压保护电路。当输入电压低于设定欠压值时，关闭输出；当输入电压升高到设定恢复值时，输出自动恢复正常。
电路组成（原理图）： 工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理): 输入电压在正常工作范围内时， Va大于VD4的稳压值，VT4导通，Vb为0电位，VT5截止，此时保护电路不起作用；当输入电压低于设定欠压值时，Va小于VD4的稳压值，VT4截止，Vb为高电位，VT5导通，将COMP（芯片的1脚）拉到0电位，芯片关闭输出，从而实现了欠压保护功能。 R21、VT6、R23组成欠压关断、恢复时的回差电路。当欠压关断时,VT6导通，将R21与R2并联， ；恢复时，VT6截止，， 回差电压即为(Vin’-Vin)。 电路的优缺点 优点：电路形式简单，成本较低。 缺点：因稳压管VD4批次间稳压值的差异，导致欠压保护点上下浮动，大批量生产时需经常调试相关参数。 应用的注意事项： VD4应该选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如R2应考虑多个并联以方便调试 输出过压保护电路 1、输出过压保护电路一 概述（电路类别、实现主要功能描述）： 输出过压保护电路。当有高于正常输出电压范围的外加电压加到输出端或电路本身故障（开环或其他）导致输出电压高于稳压值时，此电路会将输出电压钳位在设定值。 电路组成（原理图）：
管理信息系统开发过程中存在的问题及怎么解决
管理信息系统开发过程中存在的问题及怎么解决 1.对管理信息系统的认识有偏差 管理信息系统的建设与评价侧重计算机硬件配置.而不是信息开发与利用的方法和深度.这种误读给国内外许多组织的管理信息系统带来惨重损失。 2.目标不明确 管理信息系统开发前调研不够充分，分析不够清楚明了，就比如开发的工作人员中，对整个系统所需要达到的目标没有基本的，明确的、全面的的概念，就照着自己的想法做下去，进行设计和开发，做了大量工作后才发现设计不能满足用户的需要，而使得系统开发失败，重新开发设计，这样就浪费了大量的人力、物力、财力以及时间。 3.开发时忽视了高层领导者的态度 有时候开发人员本着自己的意愿设计并开发出了管理信息系统，尽管系统很好，但领导不满意属下擅自动手，不听指挥，从而浪费了时间，资源和心血，还加剧了与领导之间的隔阂。并且在没有领导的授权和支持下，能开发出一个好的信息系统很是艰难。 4.开发时缺乏既懂计算机知识又懂管理业务的复合型人才，并且人员之间的合作能力较差 “只要熟练掌握几门计算机语言，就可以成为一个优秀的信息系统开发人员”这种观点是极其错误的。计算机程序设计语言是实现计算机信息系统的一种工具或手段，编码只不过是计算机信息系统开发过程中的一小部分工作，管理信息系统开发是一项多人群体性的任务，需要很好的合作与协调，没有这些很难开发出所需要的系统，并且会使系统开发周期变长，无针对性。 5.教育、理论体系研究落后 在教育方面主要表现在教学内容陈旧，理论落后于实践，理论在某种程度上又脱离实践，在教学中往往注重学生的编程技巧能力培养，而忽视系统分析、设计能力的培养，学生的实践能力差，团队合作能力差，系统开发本身还缺乏一套严格的理论基础以及缺少一套简单有力的开发工具。 6.开发后缺乏软件测试，并且安全性有待提高 软件测试是开发过程的必要过程，不进行的话，很难知道是否达到预先的要求，实现想要达到的目的，安全性问题在我国是一个很大的问题，山寨，盗版比较猖獗，这增加了开发的成本并严重影响了更新的速度。
开关电源保护电路
开关电源保护电路 为使开关电源在恶劣环境及突发故障状况下安全可靠，提出了几种实用的保护电路，并对电路的工作原理进行了详尽分析。 关键词：开关电源；保护电路；可靠性 1 引言 评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。 2 开关电源常用的几种保护电路 2.1 防浪涌软启动电路 开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。 图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。当电容器C充电到约80％额定电压时，逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。 图1 采用晶闸管和限流电阻组成的软启动电路
图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。电源接通瞬间，输入电压经整流（D1～D4）和限流电阻R1对滤波电容器C1充电，防止接通瞬间的浪涌电流，同时辅助电源V cc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1，电源进入正常运行状态。限流的延迟时间取决于时间常数（R2C2），通常选取为0.3～0.5s。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡，延迟电路可采用图3所示电路替代RC延迟电路。 图2 采用继电器K1和限流电阻构成的软启动电路 图3 替代RC的延迟电路 2.2 过压、欠压及过热保护电路 进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。 温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。
开关电源经典书籍推荐
开关电源经典书籍推荐 Power Supply Cookbook, Marty Brown, EDN Series, 2001. 本书作者Marty Brown任职On Semiconductor (Motorola)多年, 具有多年开关式电源供应器设计之实务经验,本书可以说是他以工程师 的观点,以实务经验为出发点所著作的一本精简扼要的设计参考书籍, 全书仅230余页.本书重点主要在第三章:PWM Switching Power Supplies说明传统脉宽调变转换器的设计方法;与第四 章:Waveshaping Techniques说明新型的谐振式转换器设计方法.本 书的优点是掌握重点,可以快速的建立系统的设计观念,缺点是未提供设计方程式推导说明,初学者不易了解其设计概念. Switching Power Supply Design, Edited by: Abraham I. Pressman, McGraw Hill, 2nd Ed., Nov. 1997. 本书作者Abraham I. Pressman可以说是开关式电源设计祖师级开 创大师早自1977年即着有『Switching and Linear Power Supply, Power Converter Design』一书,是早期电源设计从业人员重要的参 考书籍.本书是作者20年后再次出版的一本SPS设计专业书籍,全书包 含了十七章近700页,针对电源设计的专门议题都有重点的说明,读者可以选择有兴趣的章节阅读,是一本很好的设计百科工具书. [缺图] 交换式电源技术手册, 原著:原田耕介, 译者:陈连春, 建兴出版社, 1997年10月. 本书是原田耕介先生自1990年~1993年间在日本『电子技术』杂志连载关于电源供应器技术解说相关文章所汇整而成的一本着作,本书汇集了四十余位专家学者在开关式电源设计的专业说明,1997年由陈连村先生翻译中文本,本书目前已更新至第二版.本书的特色是非常实际,直接提供设计相关信息与实例说明,都是从事电源多年工作经验的累积,是从事电源设计工程师必读的参考书. Switching Power Supply Design & Optimization, Sanjaya Maniktala, McGraw Hill, May 2004. 本书作者任职于美商国家半导体公司(National Semiconductor)主 任工程师,具有多年电源设计之实务经验.电源设计是一个整合理论与 实务的最佳化过程,在这个复杂的最佳化过程当中,有许多需要进行试 试看的选择,而这些选择又不纯然只是试试看,是基于经验与理论判断 的试试看,有时也需要一些灵机一动的想法,也就是这些困难与迷惑成就了电源设计引人入胜之处,许许多多的工程师置身其间,获得难以言明的乐趣.本书作者选择了『最佳化』为书名之关键字,有兴趣的读者可一窥实务工程师观点的最佳化思路历程.
开关电源的设计实验报告
河西学院物理与机电工程 学院 综合设计实验 开关电源的设计 实验报告 学院：物理与机电工程学院 专业：电子信息科学与技术 姓名：侯涛 日期：2016年 4月 12日
绪论 开关电源是近年来应用非常广泛的一种新式电源，它具有体积小、重量轻、耗能低、使用方便等优点，在邮电通信、航空航天、仪器仪表、工业设备、医疗器械、家用电器等领域应用效果显著。 一、开关电源的概念和分类 电源是将各种能源转换成为用电设备所需电能的装置，是所有靠电能工作的装置的动力源泉。 1.开关电源的概念 电是工业的动力，是人类生活的源泉。电源是产生电的装置，表示电源特性的参数有功率、电压、电流、频率等；在同一参数要求下，又有重量、体积、效率和可靠性等指标。我们用的电，一般都需要经过转换才能适合使用的需求，例如交流转换成直流，高电压变成低电压，大功率变换为小功率等。 按照电子理论，所谓AC/DC 就是交流转换为直流；AC/AC 称为交流转换为交流，即为改变频率；DC/AC 称为逆变；DC/DC 为直流变交流后再变直流。为了达到转换的目的，电源变换的方法是多样的。自20世纪60年代，人们研发出了二极管、三极管半导体器件后，就用半导体器件进行转换。所以，凡是用半导体功率器件作开关，将一种电源形态转换成另一种形态的电路，叫做开关变换电路。在转换时，以自动控制稳定输出并有各种保护环节的电路，称为开关电源。 开关电源在转换过程中，用高频变压器隔离称之为离线式开关变换器，常用的AC/DC 变换器就是离线式变换器。 开关电源通常由六大部分组成，如图所示。 低通滤波 有源调整一次整流 电子开关高频变压器采样输出 平滑滤波 二次整流 脉宽调制 基准电压 误差放大 比较器 脉冲驱动输入电路功率因数校正 功率 转换输出电路 直流输出V 0 控制电路 频率振荡发生器 交流输 入电压220V
开关电源保护电路实例
开关电源保护电路实例 摘要：为使开关电源在恶劣环境及突发故障状况下安全可靠，提出了几种实用的保护电路，并对电路的工作原理进行了详尽分析。 1 引言 评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。 2 开关电源常用的几种保护电路 2.1 防浪涌软启动电路 开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。 图1 采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路 图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。当电容器C充电到约80％额定电压时，逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。
图2 采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路 图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。电源接通瞬间，输入电压经整流（D1～D4）和限流电阻R1对滤波电容器C1充电，防止接通瞬间的浪涌电流，同时辅助电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1，电源进入正常运行状态。限流的延迟时间取决于时间常数（R2C2），通常选取为0.3～0.5s。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动。 2.2 过压、欠压及过热保护电路 进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。
管理信息系统开发过程
开发阶段 项目立项主要任务 提出开发请求 用户需求分析 企业的运行情况 企业管理方法 信息需求分析 基础数据管理状态 现有信息系统运行状态 确定系统目标常用工具初步调查各种调查方法系统规划划分子系统 功能结构图的总体设计 数据库系统总体结构设计 总体方案设计代码方案的总体设计 系统物理配置总体方案的设计 工程费用概算与效益分析 制定实施计划 给出系统的总体方案 经济上的可行性研究 技术上的可行性研究 可行性研究操作上的可行性研究
法律上的可行性研究 管理上的可行性研究 书写可行性分析报告 审核批准 组织机构与功 详能分析审核项目开发计划 申和可行性分析报告 组织机构与功能调查 绘制组织机构图 绘制业务功能一览表 收集相关资料 绘制业务流程图 绘制表格分配图 收集相关资料 绘制数据流程图 分析系统目标 分析原系统存在的问题 优化子系统的划分结果，分析各子系统的功能数据分析，绘制新系统的DFD图 新系统的边界分析 确定数据处理方式
系统分析报告组织结构图业务功能一览表业务流程图表格分配图 数据流图U/C矩阵PERT图细 系调业务流程分析xx 数据流分析分析系统分析与逻辑模 型设计 系系统物理配置方案 设计完成系统分析报告，交有关部门审批，选择计算机机型 确定网络 确定DBMS统设计功能结构图设计 系统流程图设计 处理流程图设计 详细设计编码 数据存储设计 输入与输出设计 指定设计规范 编写程序说明书 编写系统设计报告 物理系统的实施绘制功能结构图 划分模块
把DFD图转化为管理信息系统流程图具体规定处理过程中各个步骤 为新系统中的数据编码 统一并改进编码 DB的逻辑结构设计 DB的物理结构设计 输入设计、输出设计 制定文件名和程序名的统一格式 定义处理过程 完成系统设计报告，提交有关部门审批采购计算机和通讯网络系统 准备机房 安装调试设备 管理程序设计 业务程序设计 程序调控 分调 总调 以新系统代替旧系统 将系统交付使用，验收是否合格 编写程序设计说明书
开关电源研发范例
开关电源研发范例文件编码（TTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-0089）
1目的 希望以简短的篇幅，将公司目前设计的流程做介绍，若有介绍不当之处，请不吝指教. 2设计步骤: 2.1绘线路图、PCB Layout. 2.2变压器计算. 2.3零件选用. 2.4设计验证. 3设计流程介绍(以DA-14B33为例): 3.1线路图、PCB Layout请参考资识库中说明. 3.2变压器计算:
变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的，以下即就DA-14B33变压器做介绍. 3.2.1 决定变压器的材质及尺寸: 依据变压器计算公式 Gauss x NpxAe LpxIp B 100(max ) B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss) Lp = 一次侧电感值(uH) Ip = 一次侧峰值电流(A) Np = 一次侧(主线圈)圈数 Ae = 铁心截面积(cm 2) B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时 的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零 件误差，所以一般取3000~3500 Gauss 之
间，若所设计的power为Adapter(有外壳) 则应取3000 Gauss左右，以避免铁心因高 温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae越 高，所以可以做较大瓦数的Power。 3.2.2决定一次侧滤波电容: 滤波电容的决定，可以决定电容器上的 Vin(min)，滤波电容越大，Vin(win)越高，可 以做较大瓦数的Power，但相对价格亦较高。 3.2.3决定变压器线径及线数: 当变压器决定後，变压器的Bobbin即可决 定，依据Bobbin的槽宽，可决定变压器的线 径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流 密度一般以6A/mm2为参考，电流密度对变 压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以 温昇记录为准。 3.2.4决定Duty cycle (工作周期):
开关电源研发试产流程详解教案资料
1. 目的： 规范研发新产品、标准产品、大板单、变更验证等等需试产的产品的试产作业流程，有效地控制各试产过程，完成各产品移交批量生产前重大问题的挖掘，明确试产组、试产拉及其他相关单位在试产过程中的职责。 2. 适用范围：所有研发二部的新产品、标准产品、大板单、变更验证等等，以及研发一部特殊结构 的产品，需由试产组与试产拉完成试产。 3. 职责： 3.1 设计人员：负责提出试产需求，提供参考样品与相关资料（工程资料、基数单、元件工艺资 料、及生产注意事项等），安排提供未认可物料，及试产过程技术指导与问题解 答，试产完成后，安排样品交实验科做可靠性及其他要求的例行实验。 3.2 试产组： 3.2.1 依试产需求及物料状况拟定试产计划，并负责整个试产过程的统筹与安排，及对外试产 事项的窗口。 3.2.2 完成试产的评估及试产问题的改善确认与汇报，负责试产完成后项目的移交。 3.2.3 负责召开试产前检讨与发布会，及召开试产后的问题检讨会。 3.2.4 负责对新产品试产中遇到的重大问题进行通报及召集紧急处理会议。 3.3 试产拉：负责安排领取各相关物料，并依试产计划及试产需求完成试产。 3.4 工程仓：负责为试产需求进行备料，跟进各物料的到料日期，将试产用物料按项目存放。 3.5 仓储科：负责按要求发放试产用物料（已有订单的新产品试产用物料依计划分配发放）。3.6 采购：负责所有需求的无库存的物料的采购，并及时提供各物料的准备状况。 3.7 PPMC:负责对已有订单的新产品拟定试产计划，协助研发其他生产需求的计划拟定，并根 据试产完成状况安排及协调生产上线的时间。 3.8 PE人员：负责试产治/夹具的申请及制做的协调，试产治/夹具使用状况的确认，试产过程 问题的发现与提报及其他事项的支援。 3.9 IE人员：初步拟定生产工艺流程与工艺资料，初步评估生产工时与工效，试产过程问题的 发现与提报及其他事项的支援，并负责完成新产品及指定产品的PFMEA。 3.10 ME科：负责完成试产用治/夹具的制作与改良，协助PE/IE完成治/夹具的评估，并及时提 供治/夹具的准备状况。 3.11各制造单位：高频车间、SMD车间、及其他被要求的单位，需积极配合完成一些半成品 （磁性元件、SMD 贴片、材料丝印、引线加工、低频火牛等等）的试产与生 产，及对一些特殊情况提供设备与人员的帮助。 3.12 IPQC&QE:试产过程问题的发现与提报，拟定新产品品质控制项目与计划，对新产品品 质有重大影响的问题点提出监控方案。 3.13 OQC :负责试产后需出货样品的检验，所有试产拉出货的产品必须安排全检。