电源研发可能遇到的那些问题，这篇文章讲透了

在电源研发的过程中，我们总会遇到这样或者那样的问题，这里有大牛多年研发电源问题及解答，一起学习吧！

话不多说，直接上题。

问题一

我们小功率用到最多的反激电源，为什么我们常常选择 65K 或者 100K（这些频率段附近）作为开关频率？有哪些原因制约了？或者哪些情况下我们可以增大开关频率？或者减小开关频率？

开关电源为什么常常选择 65K 或者 100K 左右范围作为开关频率，有的人会说 IC 厂家都是生产这样的 IC，当然这也有原因。每个电源的开关频率会决定什么？

应该从这里去思考原因。还会有人说频率高了 EMC 不好过，一般来说是这样，但这不是必然，EMC 与频率有关系，但不是必然。想象我们的电源开关频率提高了，直接带来的影响是什么？当然是 MOS 开关损耗增大，因为单位时间开关次数增多了。如果频率减小了会带来什么？开关损耗是减小了，但是我们的储能器件单周期提供的能量就要增多，势必需要的变压器磁性要更大，储能电感要更大了。选取在 65K 到 100K 左右就是一个比较合适的经验折中，电源就是在折中合理化折中进行。

假如在特殊情形下，输入电压比较低，开关损耗已经很小了，不在乎这点开关损耗吗，那我们就可以提高开关频率，起到减小磁性器件体积的目的。

本贴关键：如何选择合适 IC 的开关频率？主流 IC 的开关频率为什么是大概是这么一些范围？开关频率和什么有关，说的是普遍情况，不是想钻牛角尖好多 IC 还有什么不同的频率。更多的想发散大家思维去注意到这些问题！

我这里想说的普遍情况，主要想提的是开关频率和什么有关，如何去选择合适开关频率，为什么主流 IC 以及开关频率是这么多，注意不是一定，是普遍情况，让新手区理解一般行为，当然开关电源想怎么做都可以，要能合理使用。

1、你是如何知道一般选择 65 或者 100KHZ，作为开关电源的开关频率的？（调研普遍的大厂家主流 IC，这二个会比较多，当然也有一些在这附近，还有一些是可调的开关频率）

2、又是如何在工作中发现开关电源开关频率确实工作在 65KHZ，或 100KHZ 的。（从设计角度考量，普遍电源使用这个范围）

3、有两张以上的测试 65KHZ100KHZ 频率的图片说明吗？（何止二张图片，毫无意义）

4、你是否知道开关电源可以工作在 1.5HZ.（你觉得这样谈有必要，工作没有什么不可以，纯熟钻牛角尖，做技术切记钻牛角尖，那你能谈谈为什么普遍电源不工作在 1.5HZ，说这个才有意义，你做出 1.5HZ 的电源纯属毫无意义的事情）

提醒：做技术人员切记钻牛角尖，咱们不是校园研究派，是需要将理论与实践现结合起来，做出来的产品才是有意义的产品！

问题二

LLC 中为什么我们常在二区设计开关频率？一区和三区为什么不可以？有哪些因素制约呢？或者如果选取一区和三区作为开关频率会有什么后果呢？

LLC 的原理是利用感性负载随开关频率的增大而感抗增大，来进行调节输出电压的，也就是 PFM 调制。并且 MOS 管开通损耗 ZVS 比 ZCS 小，一区是容性负载区，自然不可取。那么三区，开关频率大于谐振频率，这个仍是感性负载区，按道理 MOS 实现 ZVS 没有问题，确实如此。但是我们不能忽略副边的输出二极管关断。也就是原边 MOS 管关断时，谐振电流并没有减小到和励磁电流相等，实现副边整流二极管软关断。这也是我们通常也不选择三区的原因。

我们不能只按前人的经验去设计，而要知道只所以这样设计是有其必然的道理的！

问题三

当我们反激的占空比大于 50%会带来什么？好的方面有哪些？不好的方面有哪些？

反激的占空比大于 50%意味着什么，占空比影响哪些因素？第一：占空比设计过大，首先带来的是匝比增大，主 MOS 管的应力必然提高。一般反激选取 600V 或 650V 以下的 MOS 管，成本考虑。占空比过大势必承受不起。

第二点：很重要的是很多人知道，需要斜坡补偿，否则环路震荡。不过这也是有条件的，右平面零点的产生需要工作在 CCM 模式下，如果设计在 DCM 模式下也就不存在这一问题了。这也是小功率为什么设计在 DCM 模式下的其中一个原因。当然我们设计足够好的环路补偿也能克服这一问题。

当然在特殊情形下也需要将占空比设计在大于 50%，单位周期内传递的能量增加，可以减小开关频率，达到提升效率的目的，如果反激为了效率做高，可以考虑这一方法。

问题四

反激电源如果要做到一定的效率，需要从哪些方面着手？准谐振？同步整流？

反激的一大劣势就是效率问题，改善效率有哪些途径可以思考的呢？减小损耗是必然的，损耗的点有开关管，变压器，输出整流管，这是主要的三个部分。

开关管我们知道反激主要是 PWM 调制的硬开关居多，开关损耗是我们的一大难点，好在软开关的出现看到了希望。反激无法向 LLC 那样做到全谐振，那只能朝准谐振去发展（部分时间段谐振），这样的 IC 也有很多问世，我司用的较多是 NCP1207，通过在 MOS 管关断后，下一次开通前 1 脚检测 VCC 电压过零后，然后在一个设定时间后开通下一周期。

变压器的损耗如何做到最小，完美使用的变压器后面问题会涉及到。

同步整流一般在输出大电流情况下，副边整流流二极管，哪怕用肖特基损耗依然会很大，这时候采用同步整流 MOS 替代肖特基二极管。有些人会说这样成本高不如用 LLC，或者正激呢，当然没有最好的，只有更合适的。

问题五

电源的传导是怎么形成的？传导的途径有哪些？常用的手段？电源的辐射受哪些东西影响？怎么做大功率的 EMC。

电源传导测量方式是通过接收输入端口 L，N，PE 来自电源内部的高频干扰（一般 150K 到 30M）。

解决传导必须弄清楚通过哪些途径减弱端口接收到的干扰。

一般会有二种模式：L，N 差模成分，以及通过 PE 地回路的共模成分。有些频率是差共模均有。

通过滤波的方式：一般采用二级共模搭配 Y 电容来滤去，选择的方式技巧也很重要，布板影响也很大。一般靠近端口放置低 U 电感，最好是镍锌材质，专门针对高频，绕线方式采用双线并绕，减少差模成分。后级一般放置感量较大，在 4MH 到 10MH 附近，只是经验值，具体需要与 Y 电容搭配。X 电容滤差模也需要靠近端口，一般放在二级共模中间。放置 Y 电容，电容布板时走线需要加粗，不可外挂，否则效果很差。（这些只是输入滤波网络上做文章）

当然也可以从源头上下手，传导是辐射耦合到线路中的结果，减弱了开关辐射也能对传导带来好处。影响辐射的几处一般有 MOS 管开通速度，整流管导通关断，变压器，以及 PFC 电感等等。这些电路上的设计需要与其他方面折中不做详述。

一些经验技巧：针对大功率的 EMC 一般需要增加屏蔽，立竿见影，屏蔽的部位一般有几处选择：

第一：输入 EMI 电路与开关管间屏蔽，这对 EMC 有很大的作用，很多靠滤波器无效的采用该方法一般很有效果。

第二：变压器初次级屏蔽，一般设计变压器若有空间最好加上屏蔽。

第三：散热器的位置能很好充当屏蔽，合理布板利用，散热器接地选择也很重要。

第四：判断辐射源头位置，一般有几个简单的方法，不一定完全准确，可以参考，输入线套磁环若对 EMC 有好处，一般是原边 MOS 管，输出线套磁环若对 EMC 有效果，一般是副边输出整流管，尤其是大于 100M 的高频。可以考虑在输出加电容或者共模电感。

当然还有很多其他的细节技巧，尤其是布板环路方面的，后面对 LAYOUT 会单独讲解。

问题六

我们选择拓扑时需要考虑哪些方面的因素？各种拓扑使用环境及优缺点？

设计电源的第一步不知道大家会想到什么呢？我是这么想，细致研究客户的技术指标要求，转换为电源的规格书，与客户沟通指标，不同的指标意味着设计难度和成本，也是对我提出的问题有很大的影响，选择拓扑时根据我们的电源指标结合成本来考虑的，哪常用的几种拓扑特点在哪呢 ？

这里主要谈隔离式，非隔离式应用有限，当然也是成本最低的。

反激特点：适用在小于 150W，理论这么说，实际大于 75W 就很少用，不谈很特殊的情况。反激的有点成本低，调试容易（相对于半桥，全桥），主要是磁芯单向励磁，功率由局限性，效率也不高，主要是硬开关，漏感大等等原因。全电压范围（85V-264V）效率一般在 80%以下，单电压达到 80%很容易。

正激特点：功率适中，可做中小功率，功率一般在 200W 以下，当然可以做很大功率，只是不常常这么做，原因是正激和反激一样单向励磁，做大功率磁芯体积要求大，当然采用 2 个变压器串并联的也有，注意只谈一般情形，不误导新人。正激有点，成本适中，当然比反激高，优点效率比反激高，尤其采用有源箝位做原边吸收，将漏感能量重新利用。

半桥：目前比较火的是 LLC 谐振半桥，中小功率，大功率通吃型。（一般大于 100W 小于 3KW）。特点成本比反激正激高，因为多用了 1 个 MOS 管（双向励磁）和 1 个整流管，控制 IC 也贵，环路设计业复杂（一般采用运放，尤其还要做电流环）。优点：采用软开关，EMC 好，效率极高，比正激高，我做过 960W LLC，效率可达 96%以上（全电压）（当然 PFC 是采用无桥方式）。其它半桥我不推荐，至少我不会去用，比较老的不对称桥，很难做到软开关，LLC 成熟以前用的多，现在很少用，至少艾默生等大公司都倾向于 LLC，跟着主流走一般都不会错。

全桥：一般用在大于 2KW 以上，首推移相全桥，特点，双向励磁，MOS 管应力小，比 LLC 应力小一半，大功率尤其输入电压较高时，一般用移相全桥，输入电压低用 LLC。成本特别高，比 LLC 还多用 2 个 MOS。这还不是首要的，主要是驱动复杂，一般的 IC 驱动能力都达不到，要将驱动放大，采用隔离变压器驱动，这里才是成本高的另一方面。

推挽：应用在大功率，尤其是输入电压低的大功率场合，特点电压应力高，当然电流应力小，大功率用全桥还是推挽一般看输入电压。变压器多一个绕组，管子应力要求高，当然常提到的磁偏磁也需要克服。这个我真没用过，没涉及电力电源，很难用到它的时候。

问题七

考虑电源成本时，我们要从哪里下手呢？

设计电源，成本评估必不可少，目前客户将电源的成本压得很低，各大竞争对手无不都在打价格战，大家都能做出电源来，就看谁做得更便宜，才能赢得订单，从哪些方面入手有利于我们陈本呢：

第一：技术指标。电源技术指标越高，成本越高，如果你的电源成本高了，那你可以打你的性能指标卖点，多了性能要求，电路增多了成本自然高。也是和客户谈话的资本。

第二：物料采购成本，为什么大公司电源利润高？无非是他们有着优越的采购平台，采购量大，物料成本低，当然成本更低。如果不考虑采购，作为工程师必须弄清楚不同物料对应的成本，比如能用贴片，少用插件，（比如插件电阻比贴片成本高），能用国产，不用台资，能用台资不用日系，这里的价格差异不菲。（比如日系电容比国产电容价格高几倍不止！！！当然质量也有差异；）

第三：影响成本的重要器件：变压器，电感，MOS 管，电容，光耦，二极管及其他半导体器件，IC 等。 不同的变压器厂家绕出来的变压器价格差异很大，MOS 管应力，热阻选择够用就行，IC 方案的成本等等

其它方面导致成本问题：器件散热器，大小合适，多了就是浪费钱。PCB 布板，能用单面板用成双面板就是浪费钱，PCB 布板工艺，选择合理的工艺加工成本低，生产效率高。

问题八

电源的环路设计，电源哪些部分影响电源的环路？好的环路有哪些指标决定？

电源的环路设计一直是一个难点，为什么这么说，因为主要影响的因素太多，理论计算很难做到准确，仿真也是基于理想化模型，在这里只谈关于环路设计的一些影响因素，从定性的角度去理解环路以及怎么去做环路补偿。

环路是基于输入输出波动时，需要通过反馈，环路相应告知控制 IC 去调节，维持输出的稳定。电源环路一般都是串联负反馈，有的是电压串联负反馈（CC 模式下），有的是电流串联负反馈（CV 模式下）。

那有哪些地方会影响环路呢？电路中的零点以及极点。零点一般会导致增益上升，引起 90 度相移（右半平面零点会引起 -90 度相移）。极点一般会导致增益下降，引起 -90 度相移，左半平面极点会引起系统震荡。所以我们需要借助零点极点补偿手段去合理调控我们的环路。对于低频部分，为了满足足够增益一般引入零点补偿，对于高频干扰一般引入极点补偿去抵消，减少高频干扰。

环路稳定的原则是：1. 在穿越频率处（即增益为零 dB 时的频率），系统的相位余量大于 45 度。

2. 在相位达到 -180 度时增益的余量大于 -12dB.3. 避免过快的进入穿越频率，在进入穿越频率附近的曲线斜率为 -1.

针对一般反激电路：1. 产生零点的有输出滤波电容 ：可以使环路增益上升。（一般在中频 4K 左右，对增益有好处，无需补偿）

2. 若工作在 CCM 模式下还会产生右半平面零点。在高频段，可采用极点补偿。这个一般很难补偿，尽量避免，让穿越频率小于右半平面零点频率（15K 左右，随负载变化会变化），选取 3. 负载会产生低频极点。采用低频零点去补偿。4.LC 滤波器会产生低频极点，需要采用零点补偿。在心中要清楚哪些零极点是利是弊，针对性补偿。

补偿的电路，针对电源环路来说比较简单，一般采用对运放采用 2 型补偿，也有的会采用 3 型补偿很少用。

问题九

对各种拓扑的软开关形式有哪些？软开关是如何实现的？

软开关目前使用很频繁，一来可以提升次效率，二来可以利于 EMC。很多拓扑都开始利用软开关了，就连反激如果为了做高效率也引入了准谐振来实现软开关，这个在前面问题已讲过。LLC 的软开关在前面问题也提过实现条件，具体实现过程没有细讲。这里就分享下我对软开关的理解。

实现条件及过程：利用软开关需要二个元素，一个是 C 一个是 L 来实现谐振（当然也可以多谐振形式），谐振会产生正弦波，正弦波就能实现过零。如果是串联谐振属于电压谐振，并联谐振属于电流谐振。

其次软开关和硬开关的差异是：硬开关过程中电压电流有重叠，软开关要么电流为零（ZCS）要么电压为零（ZVS）。MOS 管的软开关可以利用结电容或者并电容，然后串电感实现串联 ZVS，例如准谐振反激，有源箝位吸收电路，移向全桥的软开关。也有 LC 并联 ZCS，不过用的很少，因为 MOS 管 ZVS 的损耗小于 ZCS。LLC 属于串并联式，不过我们利用的是 ZVS 区。（在死区的时候谐振电流过零，上管软开通前，先给下管结电容充电，上管实现软开通）

问题十

什么样的变压器才算是最完美适用的？变压器决定了什么，影响了什么？

设计变压器是各种拓扑的核心点之一，变压器设计的好坏，影响电源的方方面面，有的无法工作，有的效率不高，有的 EMC 难做，有的温升高，有的极限情况会饱和，有的安规过不了，需要综合各方面的因素来设计变压器。

设计变压器从哪里入手呢？一般来说根据功率来选择磁芯大小，有经验的可参考自己设计过的，没经验的只能按照 AP 算法去算，当然还要留有一定的余量，最后实验去检验设计的好坏。

一般小功率反激推荐的用的比较多 EE 型，EF 型，EI 型，ER 型，中大功率 PQ 的用的比较多，这里面也有每个人的习惯以及不同公司的平台差异，功率很大的，没有适合的磁芯，可以二个变压器原边串副边并的方式来做。

不同拓扑对变压器的要求也不一样，比如反激，需要考虑的是需要工作在什么模式下，感量如何调节适中。尤其是多路输出一定要注意负载调整率满足需求，耦合的效果要好，比如采用并绕，均匀绕制，以及副边匝数尽可能增多。MOS 管耐压决定匝比，怎么选取合适的占空比，选取多大的 Bmax（一般小于 0.35，当然 0.3 更好，即时短路也不会饱和太严重）有的还需要增加屏蔽来整改 EMC，原副边屏蔽一般加 2 层，外屏蔽 1 层就好。

大功率变压器一般更多的是关注损耗，需要铜损和磁损达到平衡，还要考虑到风冷自然冷，电流密度多大合适，功率稍大（大于 150W）的一般电流密度相对取小些（3.5-4.5），功率小的（5.0-7.0）。

还要清楚电源过的什么安规，挡墙是不是足够，层间胶带是否设置合理也是不可以忽视的，一旦要做认证去改变压器也是影响进度的。

问题十一

我们真的需要到迷恋设计工具，依赖仿真的地步吗？

电源的设计工具主要用在以下几个方面：1. 选择磁芯及设计变压器 2. 环路仿真设计 3. 主功率拓扑仿真 4. 模拟电路仿真 5. 热仿真（针对大功率）6. 计算工具（计算书） 等等。

对于新人来说，我给的建议少用工具，多计算，自己把握设计的过程，因为工具是人做的，不同人的设计习惯差异，不能用一个固定的设计模式来设计不同的电源。

有些仿真可以与设计相结合：比如环路设计好后是很难直接满足设计需求的，仿真可以在试验前很好验证，但仿真也不是完全和试验一样，至少不会差太远。

熟练运用 Mathcad 和 Saber 也是必要的，只是很多我们需要弄清原理的层面，把工具只需要当做计算器来使用，更快速方便更高效来满足我们设计就好，想纯依赖工具来设计电源，无疑是走入极大误区。

问题十二

评判一块电源板 LAYOUT 好坏有哪些地方能一阵见血发现？

什么样的 PCB 是一块好的 PCB，至少要满足以下一个方面：1. 电性能方面干扰小，关键信号线及底线走的合理，各方面性能稳定（前提是电路无缺陷）。2. 利于 EMC，辐射低，环路走的合理。3. 满足安规，安规距离满足要求。4. 满足工艺，量产可生产性，以及减小生产成本。5. 美观，布局规则有序（器件不东倒西歪），走线漂亮美观，不七弯八绕的。

如何才能做到以上几点，分享我的布板经验：

1. 布局前，了解清楚电源的规格书，电源的规格，有无特殊要求，以及要过的安规标准。

结构输入条件是不是准确，以及风道的确认，输入输出端口的确认，以及主功率流向。

工艺路线选取，根据器件的密度，以及有无特殊器件，选择相对应工艺路线。

2. 布局中，注意合理的布局，保证四大环路尽可能小，提前预判后续走线是否好走。变压器的摆放基本决定了整体的布局，一定要慎重，放到最佳位置。EMI 部分的布局流向清晰，与其它主功率部分有清晰的隔离带。减少受到主功率开关器件的干扰。各吸收回路的面积尽可能小，散热器的长度以及位置要合理，不挡风道。

3. 走线部分，输入 EMI 电路的走线是否满足安规，原副边距离，输入输出对大地的距离都要满足安规。走线的粗细是否满足足够的电流大小，关键信号（例如驱动信号，采样信号，地线是否合理），驱动信号不要干扰敏感信号（高频信号）；采样信号是否采样准确，是否会受到干扰；地线是否拉得合理（有时需要单点接地，有时需要多点接地跟实际需要有关），主功率地和信号地严格区分开，原边芯片地从采样电阻取，不要从大电解取（尤其是采样电阻和大电解地距离远时），VCC 的地前级地回大电解，二级电容地接芯片，反馈信号也单点接 IC，地单点接 IC。散热器的地必须接主功率地，不能接信号地等等很多的细节要求。

问题十三

电源的元器件你懂多少？MOS 管结电容多大，对哪些有影响？RDS 跟温度是什么关系？肖特基反向恢复电流影响什么？电容的 ESR 会带来哪些影响？

电源中的设计的器件类型很多，主要有半导体器件如：MOS 管，三极管，IC，运放，二极管，光耦等；磁性器件：电感，变压器，磁珠等；电容：Y 电容，X 电容，瓷片电容，电解电容，贴片电容等；每种器件都有其规格，极限参数。

常 规的参数在我们选型很容易把握，例如选取 MOS 管，耐压参数肯定会考虑，额定电流也会考虑，导通电阻我们会考虑，但还有一些寄生参数以及一些随温度变化特 性的参数却很少去注意，或者只有在发现问题的时候才会去找。导通电阻 Rds（on）随温度升高其阻值是变大的，设计 MOS 管损耗时要考虑到其工作的环境温 度。结电容影响到我们的开通损耗，也会影响到 EMC。

肖特基二极管耐压，额定电流一般很好注意，有些参数例如导通压降在温度升高时会减小，反向恢复时间短，不过漏电流大（尤其是考虑到高温时漏电流影响就更大了），寄生电感会引起关断尖峰很高。

电容一个重要参数 ESR，在计算纹波时通常会考虑，ESR 一般与 C 的关联是很大的，不过不同厂家的品质因素影响也是很巨大，一定要具体分清楚。

一般估算公司可参考：ESR=10/（C 的 0.73 次方），电容在高温时寿命会缩短，低温时容量会减小，漏电流也会增加等等；

当然器件在特殊情形表现出来的特性差异是值得我们思考的问题，请大家多多思量，对于我们解决特殊情况下的问题非常有帮助。

问题十四

你对磁性材料了解多少，磁环和磁芯有哪些差异？低磁环和高磁环用在什么情况？

磁 性器件对开关电源的重要性不言而喻，可以说是电源的心脏部位。 磁性材料的种类也繁多，常用来做变压器的一般是铁氧体材料，主要是价格便宜，开关频率最大 能做到 1000K，够一般情况下使用了。铁氧体磁芯既可以做主变压器也可以做电感，如 PFC 电感（一般铁硅铝材质居多，性价比高），储能电感也可以。当然 在要求高的情况下，尤其是大功率一般用磁环，主要是感量可以做大，不易饱和，相对铁氧体磁芯来说，不过缺点是价格贵，尤其是大电流，绕制工艺较困难。磁环 也分高 U 值和低 U 值，主要也是磁环的材料不同照成，高 U 环磁环外观是绿色，一般 EMI 电路的共模电感选用，感量会相对较大滤低频，颜色偏灰的是低 U 环，感 量很低，滤高频。一般为了 EMC 都是搭配使用效果一般都比较好！

问题十五

电源损耗是怎么分布的？MOS 管损耗？变压器损耗？变压器除了直流损耗，还有交流损耗怎么算的？

电源损耗一般集中在以下一些方面：1.MOS 管的开通损耗及导通损耗。2. 变压器的铜损和铁损；3. 副边整流管的损耗；4. 桥式整流的损耗。5. 采样电阻损耗；6. 吸收电路的损耗；7. 其它损耗：PFC 电感损耗，LLC 的谐振电感损耗，同步整流的 MOS 管损耗。等等。。。

针对这些损耗，适当的减小可以提升效率。1. 针对 MOS 管可选用开关速度快的，导通电阻低的，电路上课采用软开关。2. 针对变压器：选择合适大小的磁芯，磁 芯太小损耗会大，很难做到铜损和铁损平衡。尤其是铜损不仅有直流损耗还有交流损耗，交流损耗一般比直流损耗还大 2 倍，因为铜线在高频下的交流阻抗比直流阻 抗大的多，计算时一定要充分估算进去。

问题十六

电源中的热设计，散热器是怎么选择的？散热器设计需要考虑什么？

散热器的设计是开关电源的一个重点，散热器主要是针对我们的发热器件温升过高，需要采用散热器来降低热阻来达到降低温升的作用！

主要发热器件：整流桥，MOS 管，整流二极管，变压器，电感等等。

散热器的大小选择一般根据损耗的功率，需要的温升来计算热阻，根据热阻来选择相应面积的散热器 。

当然也需要一些辅助的方式，比如在器件和散热片间涂散热膏，有会有些效果。比较小的空间可采用型材散热，体积小，散热面积大。

特殊器件有特殊的处理：如变压器可将变压器底下的 PCB 板挖空散热，也可以在变压器上用导热泥贴散热片的方式。电感也可以加铜环散热等等。。。

问题十七

LLC 的输出滤波电容怎么决定的？受哪些因素影响？

输 出滤波电容对输出纹波至关重要，选择合适的滤波电容需要从成本及纹波需求考虑，当然对每种拓扑滤波电容的选取都是按照输出纹波需求，纹波电流所对应的 ESR 值来选取对应的电容，当然电容的容量与 ESR 的关系跟电容的品质也有着很重要的关系，之前已经讨论过其关系式。纹波电压时我们的需求，一般按照 50mv 的需求的话，设计留有余量一般选择 10mv。（考虑到 PCB 板滤波效果，电容低温容值降低），纹波电流计算式如下：

问题十八

移相全桥的驱动是什么实现的？何为移相？移相带来什么？

移相全桥目前在中大功率使用中，也是用的很火，受欢迎程度仅次于 LLC 谐振半桥。之前已经比较过不同拓扑的使用情况，这里就专门介绍下移相全桥的特点。

移相全桥特点一：驱动比较复杂，导致控制电路复杂，成本很高，原因是移相全桥一般有 4 个 MOS，对驱动能力要求很高，一般 IC 很难做到，需要对驱动能力通过外置 MOS 管放大使用，又为了加强可靠性一般采用隔离变压器来驱动 MOS 管。

移 相全桥特点二：移相，为什么要移相，移相带来什么，跟普通全桥有什么区别。移相针对的是同一组的 MOS 管，让 2 个 MOS 管依次导通，可以降低开关损耗。超 前臂桥实现 ZVS 同时，副边处于续流，原边电流被二极管分担，MOS 管电流也很小，近似零电流导通，滞后臂桥可以零电压导通。

移相全桥特点三：工作过程复杂，二个输出功率状态（靠原边提供能量），二个续流状态（靠副边电感及电容提供供能量），四个死区（来分别实现每个 MOS 管软开通 I）

只是为了给新手了解移相全桥，作为开关电源比较重要的拓扑一部分，它的重点和难点在哪里。

问题十九

大功率若追求效率，无桥 PFC 是怎么实现的？原理是什么？

很 多人都听说过无桥 PFC，不过真正使用起来并不很常见，原因是无桥 PFC 相比普通有桥 PFC 效率上固然有提升，一般也就在 1-2%，若不是追求高效，一般 都不会使用，成本太高。根据无桥 PFC 的特点，其实整流桥并没有真正省去不用，只是当做交流输入正负半轴的隔离使用，简单来说相当于普通二个 PFC，交流 正负半轴各一个，相应的 PFC 电感也会增加一个，MOS 管也会增加一个，驱动 IC 也会复杂一些，对于大功率为了做高效，检测电阻用变压器绕组来做，可以减 小损耗。之前接触过一个 960W 用无桥 PFC+LLC 效率达到 96.5%，不过最终因为客户要求输入电压交流和直流都能满足，这时候无桥 PFC 就不能在直 流下发挥很好的作用就否决了。

问题二十

电力电源中为什么用到三相电？三相三电平是怎么实现，三电平带来了什么？

三相电在电力电源中使用比较多，一般在大功率 1KW 以上或者上万 W 的场合。三相电一般采用三相四线，其中一根是零线，四根线相当于能够传输普通二相电三倍的功率，传输功率更大是其最大优势；其次三相电易于产生，目前最常见的三相异步电机，能简单方便产生。

三 相三电平是怎么回事呢，因为三相电不能直接给某些用电设备供电，需要转变成普通的二相电。一般过程，采用三相 PFC 转换为直流电，直流电然后逆变成二相交 流电。这里面就牵涉到三电平技术，三相电 PFC 整流出来不是普通正负 DC，而是三电平，也就是正 DC，零，负 DC。从这里也可以看出来采用三电平器件的应 力降低，谐波含量低，开关管损耗也低，这样在高压大功率场合优势就非常突出了。

问题二十一

电源中有很多保护电路，你最多能说几种保护？怎么去实现？

电源的可靠性离不开保护电路，通常有哪些保护电路呢？

1. 输入欠压过压很常用，对交流信号采样。

2. 输出过压保护，一旦电源开关能锁机对电源可靠性也有帮助。

3. 过流保护，有的是采用恒流做过流，有的采用限功率来做过流，当然也可以锁机来做，目的一个可靠性，方法很多种。最可靠的保护一定是锁死而不是打嗝！

4. 过温保护，采用热敏对变压器或者是环境温度等方式检测，来反馈给到 IC 锁机或者打嗝。

5. 短路保护，短路可以打嗝，同样也可以锁机。

这些是一般电源常用的，有的可以说是必备的保护电路。所以看好规格书选择合适的 IC 来做保护功能更方便的保护电路。我用过一款 LD7522 做反激，这些功能就能很好，可以简单全部的做出来。

问题二十二

一般的 LDO 和高 PSRR 的 LDO 有甚么分别？

这个问题问得非常典型，其实一般的 LDO 是起到稳定电压的作用，它对温波造成的控制抑制基本集中在 10K 以下，在典型的 LDO 数据手册里面，在 10K 或是 100K 以下的 PSR 通常是在 40DB 以下，因为此时的 LDO 误差放大器基本上已经失去了放大能力。对于实际的需求来说，很多 DCDC 电源它的温波频率是在几百 K 甚至上兆，如果是一个普通的 LDO，对于这样的噪声抑制没有任何能力，它只对声频范围有抑制能力，对于需要射频应用的场合，LDO 通常是无能为力的，而高 PSR 的 LDO 则能提供这方面的抑制，所以这也是一个根本上的完全不同的区别。

问题二十三

搞电源不懂市场？你搞的电源何去何从？开发出了没用？替老板赚到钱才有用。

终于到了最后一个问题，电源市场问题一般工程师可能关注的少，注重研发是错误。项目成功不是做出来，而是赚到少的钱。

举个例子：你一年做了三个项目累死累活，赚了 100 万，另一个人一年就做了一个项目，比做三个项目轻松多了，一年赚了 1000 万，老板喜欢哪个？

有的人说项目又不是我们选择，怎么知道赚不赚钱，但是赚钱项目的特点我们要熟悉啊，什么样的电源市场上比较火啊，你清楚吗？按照自己公司现有的模式来开发， 有没有和大公司的设计差距啊。不是说项目能不能做出来，而是能不能最优的做出来，其实站在研发角度也就是如何选择最优拓扑，做省方案。

审核编辑 黄昊宇