开关电源现已成为了咱们电路规划傍边的主角，乃至能够说现已成为了与职业开展密不可分的一部分。与传统线性电源比较，在某一输出功率点上线性电源的本钱要高于开关电源，常见的开关电源能够分为两种，阻隔与非阻隔。
在本篇文章傍边，咱们将首要对阻隔式开关电源的拓扑办法进行讨论。所以鄙人面的文章傍边，假如没有任何特别的阐明，文中提及的电源将均指阻隔电源。阻隔电源依照结构办法不同，可分为两大类：正激式和反激式。反激式指在变压器原边导通时副边截止，变压器储能。原边截止时，副边导通，能量释放到负载的作业状况，一般惯例反激式电源单管多，双管的不常见。正激式指在变压器原边导通一起副边感应出对应电压输出到负载，能量经过变压器直接传递。按标准又可分为惯例正激，包括单管正激，双管正激。半桥、桥式电路都归于正激电路。
正激和反激电路各有其特色，在规划电路的进程中为到达最优性价比，能够灵敏运用。一般在小功率场合可选用反激式。稍微大一些可选用单管正激电路，中等功率可选用双管正激电路或半桥电路，低电压时选用推挽电路，与半桥作业状况相同。大功率输出，一般选用桥式电路，低压也可选用推挽电路。
反激式电源因其结构简略，省掉了一个和变压器体积巨细差不多的电感，而在中小功率电源中得到广泛的运用。在有些介绍中讲到反激式电源功率只能做到几十瓦，输出功率超越100瓦就没有优势，完成起来有难度。自己以为一般情况下是这样的，但也不能混为一谈，PI公司的TOP芯片就可做到300瓦，有文章介绍反激电源可做到上千瓦，但没见过什物。输出功率巨细与输出电压凹凸有关。
反激电源变压器漏感是一个十分要害的参数，因为反激电源需求变压器贮存能量，要使变压器铁芯得到充分使用，一般都要在磁路中开气隙，其意图是改动铁芯磁滞回线的斜率，使变压器能够接受大的脉冲电流冲击，而不至于铁芯进入饱满非线形状况，磁路中气隙处于高磁阻状况，在磁路中发生漏磁远大于彻底闭合磁路。
脉冲电压连线尽或许短，其间输入开关管到变压器连线，输出变压器到整流管衔接线。脉冲电流环路尽或许小如输入滤波电容正到变压器到开关管回来电容负。输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容回来变压器电路中X电容要尽量挨近开关电源输入端，输入线应防止与其他电路平行，应避开。Y电容应放置在机壳接地端子或FG衔接端。共摸电感应与变压器坚持必定距离，以防止磁巧合。
输出电容一般可选用两只一只接近整流管另一只应接近输出端子，可影响电源输出纹波目标，两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。发热器材要和电解电容坚持必定距离，以延伸整机寿数，电解电容是开关电源寿数的瓶劲，如变压器、功率管、大功率电阻要和电解坚持距离，电解之间也须留出散热空间，条件答应可将其放置在进风口。
PCB布线的一些准则印制板规划时，要考虑到搅扰对体系的影响，将电路的模仿部分和数字部分的电路严厉分隔，对中心电路要点防护，将体系地线盘绕，并布线尽或许粗，电源添加滤波电路，选用DC-DC阻隔，信号选用光电阻隔，规划阻隔电源，剖析简略发生搅扰的部分（如时钟电路、通讯电路等）和简略被搅扰的部分（如模仿采样电路等），对这两种类型的电路别离采纳办法。关于搅扰元件采纳按捺办法，对灵敏元件采纳阻隔和维护办法，并且将它们在空间和电气上拉开距离。在板级规划时，还要留意元器材放置要远离印制板边缘，这对防护空气放电是有利的。
跟着印制线路板制作工艺的不断完善和进步，一般加工厂制作出线距离等于乃至小于0.1mm现已不存在什么问题，彻底能够满意大大都运用场合。考虑到开关电源所选用的元器材及出产工艺，一般双面板最小线距离设为0.3mm，单面板最小线距离设为0.5mm，焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔，最小距离设为0.5mm，可防止在焊接操作进程中呈现“桥接”现象。，这样大大都制板厂都能够很轻松满意出产要求，并能够把成品率操控得十分高，亦可完成合理的布线密度及有一个较经济的本钱。
最小线距离只适宜信号操控电路和电压低于63V的低压电路，当线间电压大于该值时一般可依照500V/1mm经验值取线距离。
办法一：上文说到的线路板开槽的办法适用于一些距离不行的场合，趁便提一下，该法也常用来作为维护放电空隙，常见于电视机显象管尾板和电源沟通输入处。该法在模块电源中得到了广泛的运用，在灌封的条件下可获得很好的效果。
办法二：垫绝缘纸，可选用青壳纸、聚脂膜、聚四氟乙烯定向膜等绝缘资料。一般通用电源用青壳纸或聚脂膜垫在线路板于金属机壳间，这种资料有机械强度高，有必定抗湿润的才干。聚四氟乙烯定向膜因为具有耐高温的特性在模块电源中得到广泛的运用。在元件和周围导体间也可垫绝缘薄膜来进步绝缘抗电功用。
铝基板由其自身结构，具有以下特色：导热功用十分优秀、单面缚铜、器材只能放置在缚铜面、不能开电器连线孔所以不能依照单面板那样放置跳线。
铝基板上一般都放置贴片器材，开关管，输出整流管经过基板把热量传导出去，热阻很低，可获得较高可靠性。变压器选用平面贴片结构，也可经过基板散热，其温升比惯例要低，相同标准变压器选用铝基板结构可得到较大的输出功率。铝基板跳线能够选用搭桥的办法处理。铝基板电源一般由由两块印制板组成，别的一块板放置操控电路，两块板之间经过物理衔接组成一体。
因为铝基板优秀的导热性，在小量手艺焊接时比较困难，焊料冷却过快，简略呈现问题现有一个简略有用的办法，将一个烫衣服的一般电熨斗（最好有调温功用），翻过来，熨烫面向上，固定好，温度调到150℃左右，把铝基板放在熨斗上面，加温一段时间，然后依照惯例办法将元件贴上并焊接，熨斗温度以器材易于焊接为宜，太高有或许时器材损坏，乃至铝基板铜皮剥离，温度太低焊接效果欠好，要灵敏把握。
印制板铜皮走线的一些事项走线电流密度：现在大都电子线路选用绝缘板缚铜构成。常用线路板铜皮厚度为35μm，走线可依照1A/mm经验值取电流密度值，具体核算可拜见教科书。为保证走线机械强度准则线宽应大于或等于0.3mm.铜皮厚度为70μm线路板也常见于开关电源，那么电流密度可更高些。
模块电源队伍也有部分产品选用多层板，首要便于集成变压器电感等功率器材，优化接线、功率管散热等。具有工艺漂亮一致性好，变压器散热好的长处，但其缺陷是本钱较高，灵敏性较差，仅适宜于工业化大规模出产。
单面板，商场流转通用开关电源简直都选用了单面线路板，其具有低本钱的优势，在规划，及出产工艺上采纳一些办法亦可保证其功用。
为保证杰出的焊接机械结构功用，单面板焊盘应稍微大一些，以保证铜皮和基板的杰出缚着力，而不至于遭到轰动时铜皮剥离、断脱。一般焊环宽度应大于0.3mm.焊盘孔直径应略大于器材引脚直径，但不宜过大，保证管脚与焊盘间由焊锡衔接距离最短，盘孔巨细以不阻碍正常查件为度，焊盘孔直径一般大于管脚直径0.1-0.2mm.多引脚器材为保证顺畅查件，也可更大一些。
单面板上元器材应紧贴线路板。需求架空散热的器材，要在器材与线路板之间的管脚上加套管，可起到支撑器材和添加绝缘的两层效果，要最大极限削减或防止外力冲击对焊盘与管脚衔接处构成的影响，增强焊接的结实性。线路板上分量较大的部件可添加支撑衔接点，可加强与线路板间衔接强度，如变压器，功率器材散热器。
双面板焊盘因为孔已作金属化处理强度较高，焊环可比单面板小一些，焊盘孔孔径可比管脚直径稍微大一些，因为在焊接进程中有利于焊锡溶液经过焊孔渗透到顶层焊盘，以添加焊接可靠性。
大电流走线的处理线宽可依照前帖处理，如宽度不行，一般可选用在走线上镀锡添加厚度进行处理，其办法有好多种。
A、将走线设置成焊盘特色，这样在线路板制作时该走线不会被阻焊剂掩盖，热风整平常会被镀上锡。
B、在布线处放置焊盘，将该焊盘设置成需求走线的形状，要留意把焊盘孔设置为零。
C、在阻焊层放置线，此办法最灵敏，但不是一切线路板出产商都会理解你的意图，需文字阐明。在阻焊层放置线的部位会不涂阻焊剂线路镀锡的几种办法如上。一般可选用细长条镀锡宽度在1~1.5mm，长度可根据线路来确认，镀锡部分距离0.5~1mm双面线路板为布局、走线供给了很大的挑选性，可使布线更趋于合理。关于接地，功率地与信号地必定要分隔，两个地可在滤波电容处集合，以防止大脉冲电流经过信号地连线而导致呈现不稳定的意外要素，信号操控回路尽量选用一点接地法。
电压反应取样，为防止大电流经过走线的影响，反应电压的取样点必定要放在电源输出最末梢，以进步整机负载效应目标。
走线从一个布线层变到别的一个布线层一般用过孔连通，不宜经过器材管脚焊盘完成，因为在插装器材时有或许损坏这种衔接联系，还有在每1A电流经过期，至少应有2个过孔，过孔孔径准则要大于0.5mm，一般0.8mm可保证加工可靠性。
铝基板及多层印制板在开关电源中的运用铝基板（金属基散热板（包括铝基板，铜基板，铁基板））是一种共同的金属基覆铜板，它具有杰出的导热性、电气绝缘功用和机械加工功用。铝基覆铜板是一种金属线路板资料、由铜箔、导热绝缘层及金属基板组成，它的结构分三层：Cireuitl.Layer线路层：相当于一般PCB的覆铜板，线路铜箔厚度loz至10oz. DielcctricLayer绝缘层：绝缘层是一层低热阻导热绝缘资料。厚度为：0.003“至0.006”英寸是铝基覆铜板的中心技能地点，已获得UL认证。
BaseLayer底层是金属基板，一般是铝或可所挑选铜。
铝基覆铜板和传统的环氧玻璃布层压板等，现在商场上干流的是福斯莱特铝基板。电路层（即铜箔）一般经过蚀刻构成印刷电路，使组件的各个部件相互衔接，一般情况下，电路层要求具有很大的载流才干，从而应运用较厚的铜箔，厚度一般35μm~280μm；导热绝缘层是铝基板中心技能之地点，它一般是由特种陶瓷填充的特别的聚合物构成，热阻小，粘弹功用优秀，具有抗热老化的才干，能够接受机械及热应力。该公司出产的高功用铝基板的导热绝缘层正是运用了此种技能，使其具有极为优秀的导热功用和高强度的电气绝缘功用；金属底层是铝基板的支撑构件，要求具有高导热性，一般是铝板，也可运用铜板（其间铜板能够供给更好的导热性），适宜于钻孔、冲剪及切开等惯例机械加工。
铝基板由其自身结构，具有以下特色：导热功用十分优秀、单面缚铜、器材只能放置在缚铜面、不能开电器连线孔所以不能依照单面板那样放置跳线。
铝基板上一般都放置贴片器材，开关管，输出整流管经过基板把热量传导出去，热阻很低，可获得较高可靠性。变压器选用平面贴片结构，也可经过基板散热，其温升比惯例要低，相同标准变压器选用铝基板结构可得到较大的输出功率。铝基板跳线能够选用搭桥的办法处理。铝基板电源一般由由两块印制板组成，别的一块板放置操控电路，两块板之间经过物理衔接组成一体。
因为铝基板优秀的导热性，在小量手艺焊接时比较困难，焊料冷却过快，简略呈现问题现有一个简略有用的办法，将一个烫衣服的一般电熨斗（最好有调温功用），翻过来，熨烫面向上，固定好，温度调到150℃左右，把铝基板放在熨斗上面，加温一段时间，然后依照惯例办法将元件贴上并焊接，熨斗温度以器材易于焊接为宜，太高有或许时器材损坏，乃至铝基板铜皮剥离，温度太低焊接效果欠好，要灵敏把握。
最近几年，跟着多层线路板在开关电源电路中运用，使得印制线路变压器成为或许，因为多层板，层距离较小，也能够充分使用变压器窗口截面，可在主线路板上再加一到两片由多层板组成的印制线圈到达使用窗口，下降线路电流密度的意图，因为选用印制线圈，削减了人工干预，变压器一致性好，平面结构，漏感低，巧合好。敞开式磁芯，杰出的散热条件。因为其具有许多的优势，有利于大批量出产，所以得到广泛的运用。但研制开发初期投入较大，不适宜小规模出产。
反激电源反射电压还有一个确认要素军用开关电源的反射电压还与一个参数有关，那就是输出电压，输出电压越低则变压器匝数比越大，变压器漏感越大，开关管接受电压越高，有或许击穿开关管、吸收电路耗费功率越大，有或许使吸收回路功率器材永久失效。在规划低压输出小功率反激电源的优化进程中有必要当心处理，其处理办法有几个：
A、选用大一个功率等级的磁芯下降漏感，这样可提凹凸压反激电源的转化功率，下降损耗，减小输出纹波，进步多路输出电源的交差调整率，一般常见于家电用开关电源，如光碟机、DVB机顶盒等。
B、假如条件不答应加大磁芯，只能下降反射电压，减小占空比。下降反射电压可减小漏感但有或许使电源转化功率下降，这两者是一个对立，有必要要有一个代替进程才干找到一个适宜的点，在变压器代替试验进程中，能够检测变压器原边的反峰电压，尽量下降反峰电压脉冲的宽度，和起伏，可添加改换器的作业安全裕度。一般反射电压在110V时比较适宜。
C、增强耦合，下降损耗，选用新的技能，和绕线工艺，变压器为满意安全标准会在原边和副边间采纳绝缘办法，如垫绝缘胶带、加绝缘端空胶带。这些将影响变压器漏感功用，实践出产中可选用初级绕组包绕次级的绕法。或许次级用三重绝缘线绕制，撤销初次级间的绝缘物，能够增强耦合，乃至可选用宽铜皮绕制。
反激电源变压器磁芯在作业在单向磁化状况，所以磁路需求开气隙，类似于脉动直流电感器。部分磁路经过空气缝隙耦合。为什么开气隙的原理自己理解为：因为功率铁氧体也具有近似于矩形的作业特性曲线（磁滞回线），在作业特性曲线上Y轴表明磁感应强度（B），现在的出产工艺一般饱满点在400mT以上，一般此值在规划中取值应该在200-300mT比较适宜、X轴表明磁场强度（H）此值与磁化电流强度成比例联系。磁路开气隙相当于把磁体磁滞回线向X轴向歪斜，在相同的磁感应强度下，可接受更大的磁化电流，则相当于磁心贮存更多的能量，此能量在开关管截止时经过变压器次级泻放到负载电路，反激电源磁芯开气隙有两个效果。
反激电源的变压器作业在单向磁化状况，不只要经过磁耦合传递能量，还背负电压改换输入输出阻隔的多重效果。所以气隙的处理需求十分当心，气隙太大可使漏感变大，磁滞损耗添加，铁损、铜损增大，影响电源的整机功用。气隙太小有或许使变压器磁芯饱满，导致电源损坏。
所谓反激电源的接连与断续形式是指变压器的作业状况，在满载状况变压器作业于能量彻底传递，或不彻底传递的作业形式。一般要根据作业环境进行规划，惯例反激电源应该作业在接连形式，这样开关管、线路的损耗都比较小，并且能够减轻输入输出电容的作业应力，可是这也有一些破例。因为制作工艺特色，高反压二极管，反向康复时间长，速度低，在电流接连状况，二极管是在有正向偏压时康复，反向康复时的能量损耗十分大，不利于改换器功用的进步，轻则下降转化功率，整流管严峻发热，重则乃至焚毁整流管。因为在断续形式下，二极管是在零偏压情况下反向偏置，损耗能够降到一个比较低的水平。
反激开关电源变压器应作业在接连形式，那就要求比较大的绕组电感量，当然接连也是有必定程度的，过火寻求肯定接连是不实践的，有或许需求很大的磁芯，十分多的线圈匝数，一起伴跟着大的漏感和分布电容，或许因小失大。那么怎么确认这个参数呢，经过屡次实践，及剖析同行的规划，自己以为，在标称电压输入时，输出到达50%~60%变压器从断续，过渡到接连状况比较适宜。
本篇文章从结构到电路板的规划，一路介绍了怎么将开关电源进行合理的规划。并给出了了一些问题的处理办法。能够说包括了一个开关电源规划的悉数进程，从规划和实践出产都进行了具体的介绍，对新手来说是稀少难得的名贵常识，期望我们能从本篇文章傍边学习到合理规划开关电源的办法，并加以灵敏运用。
