在確認基本步驟后,接著說明設(shè)計步驟。
設(shè)計步驟不僅限于AC/DC轉(zhuǎn)換器,大部分的設(shè)計都會采用類似的步驟。一開始先確認要求規(guī)格,然后選擇能實現(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為中心進行設(shè)計。接著,決定必須使用IC的部件,計算出常量等進行設(shè)計。流程為根據(jù)圖紙制作試作品,再來是評估性能、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、外圍部件選定
4.評估、試作
5.量產(chǎn)設(shè)計、評估、出貨檢查
1.確定要求規(guī)格
第1個步驟從明確了解要求規(guī)格開始。這原本就是第一個且最重要的步驟,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)計期間結(jié)束時加快腳步進行設(shè)計等,的確有可能讓電源設(shè)計人員感到非常困擾。不過,正因為未決定好無法有任何進展,因此大多會先制作暫時規(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:低電壓、過電壓、過熱等
成本
雖然非常嚴格,但“未徹底弄清楚規(guī)格,就無法開始設(shè)計”也是不爭的事實...
寫出確認規(guī)格時的主要確認項目。以輸入條件為例,因為是供日本國內(nèi)使用,所以100VAC即可,但如果是銷售至全球市場,就必須要能夠進一步擴大能支持的范圍,或是因為銷售國家,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。
另外,為了設(shè)計符合要求規(guī)格的電源,還必須詳細考慮其他項目。
2.控制用電源IC的選擇
第2個步驟為控制用的電源IC的選擇。根據(jù)第1個步驟確認到的要求事項,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,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
在實際設(shè)計電源時,電源IC占了非常重要的地位,會因為使用的IC來決定電路和部件。換言之,設(shè)計時能以IC為中心。
3.設(shè)計、外圍部件選定
決定IC和電源方式后,接著參考IC的應(yīng)用例等進行設(shè)計。包含變壓器設(shè)計在內(nèi),決定外圍電路的電容器和電阻等的常量。
3.設(shè)計、外圍部件選定
必須使用IC的部件
各常量的計算、優(yōu)化
變壓器設(shè)計
設(shè)計時,在電氣、電子知識外,還必須具備部件知識,其中又以經(jīng)驗最為必要。不過,即使在憑借這樣的知識和經(jīng)驗進行設(shè)計,仍會有不了解和不順利的時候。此時,可以利用部件廠商的支持,迅速完成設(shè)計,避免徒勞無功。
4~5.評估、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,即進入試作、評估的階段。
4.評估、試作
利用評估板/工具
制作試作基板、設(shè)想條件下的工作、性能評估
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、評估、出貨檢查
在試作階段,首先從確認基本工作開始,但有時可能會難以判斷工作是否正確。這時候,不穩(wěn)定會判定是否符合設(shè)計的規(guī)格,不過大多數(shù)的IC廠商都會準(zhǔn)備其IC的評估板,可以多加利用。利用確實能正常工作評估板,比較、探討設(shè)計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入量產(chǎn)。此時,有時可能無法完全滿足要求規(guī)格。不會退讓的規(guī)格要求,必須重新設(shè)計,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)計時,大致上都能遵循上述步驟。
審核編輯黃宇
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