怎样学习小产品的 AC-DC 开关电源设计如反激式

atommann

在设计产品时，有时可以买现成的电源，有时却不行：因为产品的外壳决定了电源的尺寸和安装方式，这时需要定制设计。

如果公司有会设计电源的工程师那好办，但小公司往往人员没有这样齐备。自己不能设计只能请别的工程师帮忙设计。
但问题又来了：时效问题，别的工程师可能在忙别的项目，没有时间做我的小单。

所以，还是自己能设计是最好的。这里自己做电源设计不是要成为电源领域的高手，只是想达到几个目的：
1. 能设计出比如 100W 以下稳定能用在产品里的电源。
2. 能改别人的设计满足自己的要求。

昨晚看了下面这个贴子，作者在其中贴的资料都很优质，我看了 UC3482 的数据手册，基本明白 flyback 式电源的工作原理。
但是，里面有太多的计算，UC3482 的手册里那个实践的设计，一上来就是一个大公式，也没有讲公式从何而来。

分享一个自己设计的12w 隔离DCDC
https://www.amobbs.com/thread-5733289-1-1.html
(出处: amobbs.com 阿莫电子论坛)

对比 UC3482 和一些更加“现代”的 SMPS 控制器 IC，发现  UC3482 周边的零件是比较多的，这不利于生产。

我现在对 SMPS (具体是 flyback 式)只有一些概念方面的理解，比如基本懂得它的工作原理，也看了一些论坛中相关的讨论，
有几个问题想请教：
1. 怎么入门？比如用 UC3844 做一个实际项目?(目的当然是体验设计和计算过程)
2. 大概需要哪些设备？高压差分探头等？
3. IC 众多，做产品时怎么选择？比如我看到 PI 公司有相关的设计软件。
4. 用什么仿真软件？
5. 变压器(其实是电感)的设计？（我看很多人都说这里比较有难度）

(我哥在惠州有个做变压器的小车间，如果学习练手，他帮忙做几个变压器样品应该没有问题。)

下面是一些不太相关的内容，我认为每个工程师的技术成长路径都不一样，交待一下自己的电子方面背景：
(坛里每个工程师怎样走上电子软件这条路我想背后都有一个精彩的故事，我也在论坛里看过一些 :-)


对于什么时候开始对“电”这个东西好奇的记忆已经变得模糊，只有几个瞬间和片断：
1. 幼儿园时看到同学在教室后面用干电池串联点亮手电灯泡，至今还记得。
2. 拆解家里电器，如收音机。
3. 敲碎电池碳芯成颗粒，装到容器里，把到收音机上做 microphone.
4. 多次围观父亲展开一张大图纸修电视机。
5. 小学自然课，站在老师自边背书，我在想象电流像水一样在电池里流动。
6. 根据中学物理课本自己买铜丝做电机。
7. 总是在脑子里构想怎样用电线把邻居家连通，可以打电话。(那时还没有装固定电话)

我中专的专业是机械制造，唯一和电有关的是《电工学》，老师照本宣科，课讲得干巴巴，一点也不吸引我，
期末考了 56 分，那是我 3 年中唯一补考的课程。但在学校期间有件事改变了我，某天我去隔壁班串门，看到
一个同学用复写纸和刀片在铜板雕刻什么东西，这个立即把我吸引住了！原来他是在做一个教室和宿舍的对讲
机。原来这才是我感兴趣的。周末乘船去重庆解放碑的新华书店买了一堆电子方面的书回来，晶体管，数字电路，
却发现自己看了就忘，忘了又看……，陷入了一下反复的死循环。

毕业工作之后用了几年时间一个巧合的机会进入到电子行业（说来话长），当然一开始学的是围绕 MCU 的设计。
对电子方面也是不懂什么再去补习那方面的知识。而电子技术发展到现代，已经是一颗参天大树，太多的分支，
很多领域我一无所知，电子基础知识也比较弱，有些简单的电路我甚至要很长时间才能理解。

所以才会有关上关于开关电源学习的问题。



2019 年，毕业差不多快 20 年后回广东前特意安排了一天去见重庆的同学，也去了一次
以前上学的地方，二楼中间樟树正对的门是我宿舍，左上角就是上文中的隔壁班。
现在被用作一家摩托车发动机公司（以前是中日合资，现在不清楚了）的员工宿舍。




隔壁班的校友留言。



当年的教室。



我的坐位在窗边，老师上课时看课外书和中国青年报。



学校的位置，本想有意乘船去，但已经不通船了，很遗憾。

kydl2345

UC38XX里面的公式都是基本模电里的 要不就自学模电 没有模电基础开关电源很难搞

饭桶

现在有些新芯片功能强，外围简单，可以试试，但变压器需要经验。其实最后楼主用的往往都是小功率的，因为大功率的基本不会太考虑配合壳体，因为这种情况一般有足够空间。

Mecono

其实我也是从0起步做的第一版。
最一开始 还是需要了解反激的拓补结构，知道DCM CCM这几个模式。
我是看的 很久之前买的 开关电源设计 这本书。里面讲的还算详细。
会有一些理论公式的推导。
一步一步的来教你怎么计算变压器参数。

个人感觉公式不需要记住，但是知道怎么用。具体推导过程可能不一定完成能记住，但是公式的单位级要能对上。
然后知道设计的参数会影响到什么。
例如初级电感加大 对什么有影响。等等
仿真软件LTspice，saber(我不会用)，能仿一些原理理想化模型。
电源实物一些离散型东西影响太大了。

再说一下 变压器设计，只是个人的一些皮毛的见解。
首先 磁芯的选择，毫无疑问肯定是AP算法，但是AP算法晚上流传很多公式，算出来的结果差异也不小，并且实际使用的和AP计算还是有差距。综上 还是查表吧。
选定磁芯后就简单多了，按照附件的 变压器计算步骤一步一步走。都能算出来。
其实就是确定匝数比，电感量。

这个时候就可以动手绕了。
但是绕变压器是个技术活，线径的选择，每层老多少匝都没有固定值。
绕完之后就是测量，强烈建议准备一台 至少10K的 LCR。
测量电感 漏感，是不是复合设计值。
不符合重新绕，循环往复的。

UC38xx主要是资料很全，很多人在用，所以那个练手出现问题也都比较好找到原因。

一切都准备好了，就可以焊接上电了。

我也是担心安全问题所以说只做了dcdc 没有去碰acdc。
毕竟安全第一位。

上电之后，一般度不会一次ok的，这个时候就需要一些经验和直觉是哪里出问题了。
示波器如果不是高压的话，反激电路普通探头就够了，有电流探头最好。
确认一下开关管D脚的波形，应该适合最一开始 书上面讲的DCM CCM模式的波形能对上的。

zhikunWang

致敬钻研技术的

JasonGao

楼主你瞎扯一大通，是要搞技术呢还是要搞情怀呢。flyback主要是学磁材料磁通计算，各种磁磁磁，电路部分的反而非常简单套路

JasonGao

Mecono 发表于 2020-5-9 12:02
其实我也是从0起步做的第一版。
最一开始 还是需要了解反激的拓补结构，知道DCM CCM这几个模式。
我是看的  ...

我也是担心安全问题所以说只做了dcdc 没有去碰acdc。
毕竟安全第一位。

作小功率电路的安全问题其实很好解决的，前面放一个小功率隔离变压器，中间串一个电灯泡。
最多炸个管子听听响，事故是不会出的，手摸上去都不会出事。

atommann

Mecono 发表于 2020-5-9 12:02
其实我也是从0起步做的第一版。
最一开始 还是需要了解反激的拓补结构，知道DCM CCM这几个模式。
我是看的  ...

谢谢。
你在另一个帖子里贴的资料也很好。

atommann

JasonGao 发表于 2020-5-9 12:26
楼主你瞎扯一大通，是要搞技术呢还是要搞情怀呢。flyback主要是学磁材料磁通计算，各种磁磁磁，电路部分的 ...

以前想把回学校的照片发个帖子里，后来觉得没有必要。
今天写这个问题写着写着就开始回忆，思维开始跳跃。
我后来也觉得不应该出现很多和问题无关的内容。
下次注意了。

在看资料时重要的一点也是：我发现磁学/电磁方面内容很多不懂！

JasonGao

atommann 发表于 2020-5-9 12:39
以前想把回学校的照片发个帖子里，后来觉得没有必要。
今天写这个问题写着写着就开始回忆，思维开始跳跃 ...

flyback并没有用到很难算的部分或者很复杂的磁路知识，但是确实要懂，不懂就是在瞎凑，凑凑和和拼出一个能跑的电源而已。
要搞明白也没啥捷径，去TDK网站上把骨架和磁环的资料down下来，所有用到的公式和参数都自己手推手算一遍，搞个两三次就有数了。

rclong

我看topswitch公司的TOP系列单片电源资料挺多的
官方也提供了设计辅助软件
不过我也是卡在变压器量化设计和打样这个环节上
至今还不会设计磁性储能部件

Jmhh247

“毕业差不多快 20 年后回广东”    。。。 楼主已经毕业20年了吗，还是写错了

atommann

Jmhh247 发表于 2020-5-9 13:54
“毕业差不多快 20 年后回广东”    。。。 楼主已经毕业20年了吗，还是写错了 ...

其实不到 20 年。我在那个学校的时间段是 1998-2001 年。

hailing

建议先从容易上手出效果的方案入门，不建议用UC系列。
推荐PSR原边反馈的方案。原边反馈的方案反馈部分直接电阻分压测量辅助绕组的电压，好调试的多。反馈类似现在多如牛毛的BUCK降压芯片，大部分算下2个分压电阻阻值就可以了，不用考虑加补偿。
传统反激式的使用431+光耦那个看原理图好像很简单，调试的时候极点，零点等各种问题我到现在还没搞懂。
推荐下OB2530,论坛里面的老陈是OB的官方工程师，附件是之前他给我的参考资料，里面有参考的变压器，我打样测试过，调试还是很顺利的。当时觉得输出功率达不到1A，在老陈的帮助下最后辅助绕组的整流二极管用M7就可以了。

红框的二极管。具体什么管子以自己的板子测试为准。

hailing

另外碰到431的引脚顺序搞错的可以举个手。我也搞错过，因为至少有2种431的引脚顺序。

Mecono

hailing 发表于 2020-5-9 16:54
另外碰到431的引脚顺序搞错的可以举个手。我也搞错过，因为至少有2种431的引脚顺序。 ...

没毛病 TI 自己的就两种还是一样的封装.买来的不测试根本就不知道什么顺序.第一次就踩坑了

atommann

hailing 发表于 2020-5-9 16:52
建议先从容易上手出效果的方案入门，不建议用UC系列。
推荐PSR原边反馈的方案。原边反馈的方案反馈部分直接 ...

谢谢。
看了你们的回复更有信心了。
431 我也弄错过一次，同事请我画一块  AD7705 小模块，他焊的时候发现反了，零件翻转过来焊就 OK 了 :)

Pjm2008

431,432被硬是被统一成431了

qming51

现在用ob还是比较多

relotus

Mark,学习学习

MYQQ2018

20多年前的中专学校还在，挺不容易的