彙整

＜採用AC-DC PWM方式的返馳式轉換器設計方法概要＞

1. 絕緣型返馳式轉換器的基本概念
   • 開關式AC-DC轉換
   • 返馳式轉換器的特色
   • 返馳式轉換器的運轉和緩衝
   • 不連續模式和連續模式
2. 設計步驟

   重點

   ・在一開始設計時，大多尚未決定電源的規格，但仍建議儘量在確認好規格後，再開始著手設計。
   ・在實際設計電源時，電源IC佔了非常重要的地位，會因為使用的IC來決定電路和零件。
   ・在判斷能否量產時，除了符合、不符合要求規格外，也必須稍微讓步，加以調整。

3. 決定電源規格

   重點

   ・在開始設計時，應儘可能收集必要的資料，在能變更的前提下保留容許範圍和彈性，再開始進行設計。

4. 決定設計上所使用的IC

   重點

   ・在目前設計電源上，會根據所使用的電源IC，大略決定電路和零件，因此請參考電路範例等來構思整個電路。

5. 設計絕緣型返馳式轉換器的電路
• 設計變壓器（算出數值）

  重點

  ・基本上必須設計適用於設計電路的變壓器。

  ・有不少工程師覺得設計變壓器非常麻煩，因此可以尋求IC製造廠和變壓器廠商支援。

• 設計變壓器（設計構造）－之1
• 設計變壓器（設計構造）－之2

  重點

  ・計算出數值後，進入具體設計變壓器構造的階段。

  ・計算出數值後，若能大略設計出構造，可望在變壓器廠商等的協助下，設計出最終版本。

• 決定主要零件－MOSFET相關之1

  重點

  ・主要考量汲極-源極的耐壓、峰值電流、導通電阻造成的損耗、封裝容許損耗，來決定開關用電晶體（MOSFET）。

  ・只有紙上談兵根本難以做出決定，必須依賴經驗法則和實際測量才行。

• 決定主要零件－MOSFET相關之2

  重點

  ・為了控制開關用電晶體（MOSFET）的運轉，依電源IC的規格設計電路。

  ・請遵照電源IC的資料表中，所記載的決定電路、常數的方法等內容。

• 決定主要零件－CIN和緩衝電路

  重點

  ・輸入電容CIN能在輸入電源瞬斷、開關時，補足所流入的輸入電流，是電路上非常重要的裝置。

  ・基本上緩衝電路為必要配件，能在輸入產生突波之際，保護開關用電晶體。

• 決定主要零件−輸出整流器和Cout

  重點

  ・基本電路南運轉狀況和二極體整流式DC-DC轉換器相同。

  ・輸出整流二極體使用損耗小的蕭特基二極體、高速整流二極體。

  ・輸出電容所使用的電解電容，壽命和漣波電流之間的關聯值得多加考量。

• 決定主要零件－IC的VCC相關

  重點

  ・電源IC必須使用電源IC內的控制電路用低電壓DC電源（呼稱範例：VCC等），一般而言會使用變壓器的輔助線圈（其他稱呼：VCC線圈、三次線圈等）。

  ・大多利用簡易的二極體整流產生電源。

  ・電壓依照IC規格，尤其AC-DC是從高電壓轉換而來，必須注意不要超過額定值。

• 決定主要零件－設定IC、其他

  重點

  ・使用電源IC的設計電路中，除了基本零件（橋式二極體、變壓器等）外，還加裝設定電源IC功能等上必要的零件。

  ・電源IC零件的常數等遵照資料表、應用需知、設計手冊等的說明。

  ・大多用來設定保護電路的差動等級和限制值等，主要有電阻和電容等零件。

• EMI對策和輸出雜訊對策

  重點

  ・開關電源是潛在的EMI源頭，必須同時針對傳導雜訊和輻射雜訊，採用因應對策。

  ・從EMC的角度來看，主要採取釋放（放出雜訊）對策。

  ・基本對策為設置雜訊濾波器，但雜訊亦和機板配線、基本零件有關。

6. 機板配線範例

   重點

   ・設計開關電源時，機板配線會對電源性能和EMC造成非常大的影響。

   ・基本上會流過大電流的線粗、短且纏繞範圍小。

   ・控制信號線和雜訊多的線分開配置，也不能裝在變壓器正下方。