在確認(rèn)基本步驟后,接著說明設(shè)計(jì)步驟。
設(shè)計(jì)步驟不僅限于AC/DC轉(zhuǎn)換器,大部分的設(shè)計(jì)都會(huì)采用類似的步驟。一開始先確認(rèn)要求規(guī)格,然后選擇能實(shí)現(xiàn)要求規(guī)格的部件。在這里,決定“控制用電源IC的選擇”,最近的電源設(shè)計(jì)幾乎都是利用電源用IC,因此選擇電源IC,并以該IC為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)。接著,決定必須使用IC的部件,計(jì)算出常量等進(jìn)行設(shè)計(jì)。流程為根據(jù)圖紙制作試作品,再來是評(píng)估性能、量產(chǎn),最后出貨。
1.確定要求規(guī)格
2.控制用電源IC的選擇
3.設(shè)計(jì)、外圍部件選定
4.評(píng)估、試作
5.量產(chǎn)設(shè)計(jì)、評(píng)估、出貨檢查
1.確定要求規(guī)格
第1個(gè)步驟從明確了解要求規(guī)格開始。這原本就是第一個(gè)且最重要的步驟,但電源規(guī)格是“在決定整體電路規(guī)格前,無法完全確定”,必須在整體設(shè)計(jì)期間結(jié)束時(shí)加快腳步進(jìn)行設(shè)計(jì)等,的確有可能讓電源設(shè)計(jì)人員感到非常困擾。不過,正因?yàn)槲礇Q定好無法有任何進(jìn)展,因此大多會(huì)先制作暫時(shí)規(guī)格以支持該問題。
1.確定要求規(guī)格
輸入輸出:輸入電壓范圍、輸出電壓值和精度
負(fù)載:電流、有無瞬態(tài)(含休眠/喚醒)
溫度:最大/最小值、是否冷卻
尺寸:安裝面積、高度(外形尺寸)
必要保護(hù):低電壓、過電壓、過熱等
成本
雖然非常嚴(yán)格,但“未徹底弄清楚規(guī)格,就無法開始設(shè)計(jì)”也是不爭(zhēng)的事實(shí)...
寫出確認(rèn)規(guī)格時(shí)的主要確認(rèn)項(xiàng)目。以輸入條件為例,因?yàn)槭枪┤毡緡?guó)內(nèi)使用,所以100VAC即可,但如果是銷售至全球市場(chǎng),就必須要能夠進(jìn)一步擴(kuò)大能支持的范圍,或是因?yàn)殇N售國(guó)家,造成電壓不穩(wěn)定,部件選擇受比如還有多大余量等規(guī)格要求而出現(xiàn)很大變動(dòng)。
另外,為了設(shè)計(jì)符合要求規(guī)格的電源,還必須詳細(xì)考慮其他項(xiàng)目。
2.控制用電源IC的選擇
第2個(gè)步驟為控制用的電源IC的選擇。根據(jù)第1個(gè)步驟確認(rèn)到的要求事項(xiàng),決定適用的電源方式、變壓器方式或開關(guān)方式、降壓或升壓、反激式或正激式,以及AC/DC轉(zhuǎn)換器中最重要的討論事項(xiàng),也就是絕緣型或非絕緣型,之后再選擇控制IC。也就是說,控制IC的選擇決定電源方式。
2.控制用電源IC的選擇
方式:變壓器方式、開關(guān)方式
方式:降壓、升壓、升降壓、反轉(zhuǎn)
方式:線性、反激式、正激式等
絕緣/非絕緣
在實(shí)際設(shè)計(jì)電源時(shí),電源IC占了非常重要的地位,會(huì)因?yàn)槭褂玫腎C來決定電路和部件。換言之,設(shè)計(jì)時(shí)能以IC為中心。
3.設(shè)計(jì)、外圍部件選定
決定IC和電源方式后,接著參考IC的應(yīng)用例等進(jìn)行設(shè)計(jì)。包含變壓器設(shè)計(jì)在內(nèi),決定外圍電路的電容器和電阻等的常量。
3.設(shè)計(jì)、外圍部件選定
必須使用IC的部件
各常量的計(jì)算、優(yōu)化
變壓器設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)時(shí),在電氣、電子知識(shí)外,還必須具備部件知識(shí),其中又以經(jīng)驗(yàn)最為必要。不過,即使在憑借這樣的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì),仍會(huì)有不了解和不順利的時(shí)候。此時(shí),可以利用部件廠商的支持,迅速完成設(shè)計(jì),避免徒勞無功。
4~5.評(píng)估、試作、量產(chǎn)、出貨
那么,完成圖紙和部件列表、建立基板線路后,即進(jìn)入試作、評(píng)估的階段。
4.評(píng)估、試作
利用評(píng)估板/工具
制作試作基板、設(shè)想條件下的工作、性能評(píng)估
調(diào)試、優(yōu)化
符合/不符合要求規(guī)格、權(quán)衡的判斷
5.量產(chǎn)設(shè)計(jì)、評(píng)估、出貨檢查
在試作階段,首先從確認(rèn)基本工作開始,但有時(shí)可能會(huì)難以判斷工作是否正確。這時(shí)候,不穩(wěn)定會(huì)判定是否符合設(shè)計(jì)的規(guī)格,不過大多數(shù)的IC廠商都會(huì)準(zhǔn)備其IC的評(píng)估板,可以多加利用。利用確實(shí)能正常工作評(píng)估板,比較、探討設(shè)計(jì)的電路是否正確工作。
調(diào)試和優(yōu)化的作業(yè)結(jié)束后,開始判斷是否可以進(jìn)入量產(chǎn)。此時(shí),有時(shí)可能無法完全滿足要求規(guī)格。不會(huì)退讓的規(guī)格要求,必須重新設(shè)計(jì),或是稍微妥協(xié),討論如何取得權(quán)衡,盡量讓全部產(chǎn)品接近目標(biāo)值。
希望大家在設(shè)計(jì)時(shí),大致上都能遵循上述步驟。
審核編輯黃宇
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