開關電源設計分享及電源設計技巧圖解

首先從開關電源的設計及生產工藝開始描述吧，先說說印制板的設計。開關電源工作在高頻率，高脈沖狀態，屬於模擬電路中的一個比較特殊種類。布板時須遵循高頻電路布線原則。

1、布局：脈沖電壓連線盡可能短，其中輸入開關管到變壓器連線，輸出變壓器到整流管連接 線。脈沖電流環路盡可能小如輸入濾波電容正到變壓器到開關管返回電容負。輸出部分變壓器出端到整流管到輸出電感到輸出電容返回變壓器電路中X電容要盡量接 近開關電源輸入端，輸入線應避免與其他電路平行，應避開。 Y電容應放置在機殼接地端子或FG連接端。共摸電感應與變壓器保持一定距離，以避免磁偶合。如不好處理可在共摸電感與變壓器間加一屏蔽，以上幾項對開關電 源的EMC性能影響較大。

輸出電容一般可采用兩只一只靠近整流管另一只應靠近輸出端子，可影響電源輸出紋波指標，兩只小容量電容並聯效果應優於用一只大容量電容。發熱器件要和電解 電容保持一定距離，以延長整機壽命，電解電容是開關電源壽命的瓶勁，如變壓器、功率管、大功率電阻要和電解保持距離，電解之間也須留出散熱空間，條件允許 可將其放置在進風口。

控制部分要注意：高阻抗弱信號電路連線要盡量短如取樣反饋環路，在處理時要盡量避免其受幹擾、電流取樣信號電路，特別是電流控制型電路，處理不好易出現 一些想不到的意外，其中有一些技巧，現以3843電路舉例見圖（1）圖一效果要好於圖二，圖二在滿載時用示波器觀測電流波形上明顯疊加尖刺，由於幹擾限流 點比設計值偏低，圖一則沒有這種現象、還有開關管驅動信號電路，開關管驅動電阻要靠近開關管，可提高開關管工作可靠性，這和功率 MOSFET高直流阻抗電壓驅動特性有關。

下面談一談印制板布線的一些原則。

線間距：隨著印制線路板制造工藝的不斷完善和提高，一般加工廠制造出線間距等於甚至小於0.1mm已經不存在什麼問題，完全能够滿足大多數應用場合。考慮 到開關電源所采用的元器件及生產工藝，一般雙面板最小線間距設為0.3mm，單面板最小線間距設為0.5mm，焊盤與焊盤、焊盤與過孔或過孔與過孔，最小 間距設為0.5mm，可避免在焊接操作過程中出現“橋接”現象。，這樣大多數制板廠都能够很輕松滿足生產要求，並可以把成品率控制得非常高，亦可實現合理 的布線密度及有一個較經濟的成本。

最小線間距只適合信號控制電路和電壓低於63V的低壓電路，當線間電壓大於該值時一般可按照500V/1mm經驗值取線間距。

鑒於有一些相關標准對線間距有較明確的規定，則要嚴格按照標准執行，如交流入口端至熔斷器端連線。某些電源對體積要求很高，如模塊電源。一般變壓器輸入 側線間距為1mm實踐證明是可行的。對交流輸入，（隔離）直流輸出的電源產品，比較嚴格的規定為安全間距要大於等於6mm，當然這由相關的標准及執行方法 確定。一般安全間距可由反饋光耦兩側距離作為參考，原則大於等於這個距離。也可在光耦下面印制板上開槽，使爬電距離加大以滿足絕緣要求。一般開關電源交流 輸入側走線或板上元件距非絕緣的外殼、散熱器間距要大於5mm，輸出側走線或器件距外殼或散熱器間距要大於2mm,或嚴格按照安全規範執行。

常用方法：上文提到的線路板開槽的方法適用於一些間距不够的場合，順便提一下，該法也常用來作為保護放電間隙，常見於電視機顯象管尾板和電源交流輸入處。該法在模塊電源中得到了廣泛的應用，在灌封的條件下可獲得很好的效果。

方法二：墊絕緣紙，可采用青殼紙、聚脂膜、聚四氟乙烯定向膜等絕緣材料。一般通用電源用青殼紙或聚脂膜墊在線路板於金屬機殼間，這種材料有機械强度高，有 有一定抗潮濕的能力。聚四氟乙烯定向膜由於具有耐高溫的特性在模塊電源中得到廣泛的應用。在元件和周圍導體間也可墊絕緣薄膜來提高絕緣抗電性能。

注意：某些器件絕緣被覆套不能用來作為絕緣介質而减小安全間距，如電解電容的外皮，在高溫條件下，該外皮有可能受熱收縮。大電解防爆槽前端要留出空間，以確保電解電容在非常情况時能無阻礙的瀉壓。

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