原標題：如何設計一個正激式開關電源？

以下從設計流程框架、各部分設計要點及注意事項等方面，為你介紹正激式開關電源的設計方法：

設計前期準備

• 明確需求

• 確定輸入電壓范圍，比如是寬電壓輸入（如 85 - 265V 交流）還是固定電壓輸入。

• 明確輸出電壓和電流規格，例如輸出 24V、3A。

• 考慮效率、紋波、噪聲等性能指標，像效率期望達到 85%以上，紋波電壓不超過 100mV。

• 確定是否需要隔離、過流保護、過壓保護、短路保護等特殊功能。

電路拓撲確定

• 拓撲結構：正激式開關電源主要由開關管、變壓器、整流二極管、續流二極管、濾波電感和電容構成。變壓器起到電氣隔離和電壓變換的作用，開關管控制能量的傳輸。

• 工作原理理解

• 開關管導通時，輸入電壓加到變壓器原邊，原邊電流上升，變壓器儲能。此時副邊同名端為正，整流二極管導通，向濾波電感和電容充電，并向負載供電。

• 開關管關斷后，原邊電流迅速下降，續流二極管導通，電感中的能量通過續流二極管繼續向負載和電容釋放，維持輸出電壓穩定。

關鍵元件設計

• 變壓器設計

• 變比選擇：依據輸入輸出電壓關系確定變比。若輸入直流電壓范圍寬，按最小輸入電壓計算變比，以保證在最低輸入時能輸出所需電壓。

• 磁芯挑選：根據電源功率和開關頻率選磁芯。功率大、頻率高時選高飽和磁通密度、低損耗的磁芯，如鐵氧體磁芯。

• 繞組設計：原邊繞組匝數要保證在最小輸入電壓和最大占空比下，磁芯不飽和。副邊繞組匝數根據變比確定。繞組線徑根據電流大小選，要考慮電流密度，避免發熱過大。

• 開關管選型

• 耐壓考量：選耐壓值大于輸入最大電壓且留有余量的開關管，如輸入最大直流電壓 375V，可選耐壓 600V 以上的。

• 電流能力：根據原邊電流峰值和有效值選，電流容量要足夠，能承受開關過程中的電流沖擊。

• 二極管選型

• 整流二極管：耐壓值大于副邊輸出電壓峰值，電流容量根據輸出電流和導通時間選，要能承受反向恢復電流。

• 續流二極管：耐壓和電流要求與整流二極管類似，但更注重反向恢復特性，選反向恢復時間短的。

• 濾波元件設計

• 濾波電感：根據輸出電流紋波要求設計，電感值要合適，能平滑輸出電流。

• 濾波電容：根據輸出電壓紋波要求選，電容容量和等效串聯電阻（ESR）要滿足紋波抑制需求。

控制電路設計

• 控制芯片選擇：根據設計要求選控制芯片，如 UC3842、TL494 等。這些芯片有 PWM 調制、保護等功能。

• 反饋電路設計：用光耦和 TL431 等元件組成反饋電路，將輸出電壓變化反饋到控制芯片，實現輸出電壓穩定調節。

PCB 布局布線

• 布局原則

• 元件分組：將輸入濾波、開關管、變壓器、輸出整流濾波等電路元件分組布置，減少相互干擾。

• 散熱考慮：發熱量大的元件（如開關管、整流二極管）要放在通風好、散熱方便的位置。

• 布線要點

• 功率回路：原邊和副邊功率回路要短而粗，減小回路電感，降低電磁干擾。

• 信號線：控制信號線要遠離功率回路，避免干擾。信號線走線要短，減少信號反射。

調試與優化

• 初步調試：接上電源，檢查各點電壓是否正常，如輸入電壓、開關管柵極電壓、輸出電壓等。觀察開關管和二極管的波形，看是否有異常。

• 性能優化：根據調試結果調整元件參數，如調整反饋電路參數改善輸出電壓穩定性，調整濾波元件參數降低紋波和噪聲。

• 保護功能測試：測試過流保護、過壓保護、短路保護等功能是否正常，確保電源在異常情況下能安全工作。