如同“設(shè)計(jì)步驟”項(xiàng)目中所說(shuō)明般，在一開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，必須決定電源具備哪些性能和特性，確定電源規(guī)格。

其實(shí)，電源規(guī)格并非單方面由電源設(shè)計(jì)人員決定就好。除了要求輸入電源和供電負(fù)載的電壓精度、電流等之外，還必須確認(rèn)效率和工作溫度范圍等事項(xiàng)。而這些都是依照系統(tǒng)整體規(guī)格和供電基板規(guī)格來(lái)決定。

＜AC/DC PWM方式反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)方法＞

絕緣型反激式轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)

開(kāi)關(guān)AC/DC轉(zhuǎn)換

反激式轉(zhuǎn)換器的特征

反激式轉(zhuǎn)換器的工作和緩沖

不連續(xù)模式與連續(xù)模式

設(shè)計(jì)步驟

電源規(guī)格的決定

設(shè)計(jì)使用IC的選擇

絕緣型反激式轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)

變壓器設(shè)計(jì)（數(shù)值計(jì)算）

變壓器設(shè)計(jì)（構(gòu)造設(shè)計(jì)）－其1

變壓器設(shè)計(jì)（構(gòu)造設(shè)計(jì)）－其2

主要部件的選定－MOSFET相關(guān) 其1

主要部件的選定－MOSFET相關(guān) 其2

主要部件的選定－CIN和緩沖

主要部件的選定－輸出整流器和Cout

主要部件的選定－IC的VCC相關(guān)

主要部件的選定－IC的設(shè)定、其他

EMI對(duì)策及輸出噪聲對(duì)策

基板布局例

總結(jié)

然而，現(xiàn)實(shí)上并不是一開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，就已經(jīng)確認(rèn)這些規(guī)格。不是只有供電電路的設(shè)計(jì)人員疏忽而已，如果供電端未設(shè)計(jì)至某一個(gè)程度，也無(wú)法確定要設(shè)計(jì)什么樣的電源規(guī)格。

雖說(shuō)如此，如果要等全部明確才要設(shè)計(jì)，無(wú)庸置疑地，設(shè)計(jì)時(shí)間已經(jīng)快要結(jié)束，只剩下極少的時(shí)間能用在電源設(shè)計(jì)上。因此，在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)先根據(jù)大略的數(shù)據(jù)，在可以變更的前提下，于容許范圍內(nèi)彈性設(shè)計(jì)電源規(guī)格。

在開(kāi)始設(shè)計(jì)前，須先寫(xiě)好原本要決定的規(guī)格，以及設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，能允許的最低限度規(guī)格。

應(yīng)決定的電源規(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(wú)瞬態(tài)（含休眠/喚醒）

效率、待機(jī)功耗

溫度：最大/最小值、是否冷卻

尺寸：安裝面積、高度（外形尺寸）

必要的保護(hù)：低電壓、過(guò)電壓、過(guò)熱等

特殊環(huán)境/使用條件：車載、航天、通信、RF等

必須取得的認(rèn)證和規(guī)范

成本

設(shè)計(jì)開(kāi)始的最低限度規(guī)格

輸入電壓范圍

輸出電壓/精度/電流

輸出紋波電壓

絕緣耐壓

工作溫度范圍

效率

無(wú)負(fù)載時(shí)輸入功率

接下來(lái)將具體說(shuō)明“最低限度電源規(guī)格”的各項(xiàng)目。

?輸入電壓范圍
輸入，因其是AC/DC轉(zhuǎn)換器，理所當(dāng)然是AC電源了。幸運(yùn)的是家庭和辦公室用的AC電源是公稱電壓。日本公稱電壓為100VAC，以全球的情況來(lái)說(shuō)，都在100VAC～240VAC的范圍內(nèi)。此外，因?yàn)槭枪Q值，如果包含容許差在內(nèi)，大多會(huì)設(shè)想下限-15%的85VAC、上限+10%的264V范圍內(nèi)。電源方面會(huì)視國(guó)家而定，在定容許差時(shí)，必須根據(jù)過(guò)往經(jīng)驗(yàn)和掌握實(shí)際情況才行。以此方式，根據(jù)搭載設(shè)計(jì)電源的設(shè)備的出貨地，來(lái)決定輸入電壓范圍值。

世界家庭用主要電源電壓（公稱值）
日本：100VAC
美國(guó)：120VAC
加拿大：120VAC/240VAC
英國(guó)：230VAC/240VAC
俄羅斯：127VAC/220VAC
中國(guó)：110VAC/220VAC

?輸出電壓/精度/電流
AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，設(shè)定系統(tǒng)或電路基板必要的DC電壓值。以工業(yè)設(shè)備為例，一般設(shè)定24VDC和12VDC等共通標(biāo)準(zhǔn)電壓，但目前也有不少設(shè)備直接設(shè)定5VDC和3.3VDC等驅(qū)動(dòng)電壓。總之，都必須達(dá)到輸出電壓±5%的精度。這是依據(jù)被供電設(shè)備的要求來(lái)決定。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須討論能夠滿足要求精度的部件和方式。

輸出規(guī)格中，輸出電流也是非常重要的。必須充分供應(yīng)能滿足供電電路需要的電流，且維持輸出電壓穩(wěn)定化。雖然余量大，容許范圍廣，但部件成本高和尺寸大，在此之下，最大負(fù)載電流相關(guān)數(shù)據(jù)就顯得非常重要。此外，還要探討發(fā)生負(fù)載瞬態(tài)的響應(yīng)特性。不足時(shí)，就可能造成系統(tǒng)復(fù)位等，對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)致命的損害。

討論電流值后，當(dāng)根據(jù)AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出狀況，以個(gè)別的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器組成電源時(shí)，能依據(jù)功率狀況來(lái)思考電流值。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器是轉(zhuǎn)換功率，因此AC/DC轉(zhuǎn)換器制作出12VDC，將其當(dāng)作輸入電流切，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的效率達(dá)80%，轉(zhuǎn)換成5V/0.8A，但輸入功率則是變成5W。單純來(lái)看，AC/DC轉(zhuǎn)換器的12V輸出值轉(zhuǎn)換成5W，因此輸出電流只要0.42A即可。轉(zhuǎn)換功率用的電源，其輸出能力大多以功率值表示。

?輸出紋波電壓
紋波就是脈流。轉(zhuǎn)換后的DC電壓，包含著與輸入AC電源頻率、開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換頻率相關(guān)的脈動(dòng)電流。當(dāng)然，在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中會(huì)進(jìn)行平滑/濾波，但卻無(wú)法歸零。例如輸出以5VDC為中心，產(chǎn)生400mVp-p的紋波時(shí)，最大值為5.2V，最小值為4.8V。對(duì)此，5V±4%能滿足一般精度要求±5%，但輸入3.3V輸出，產(chǎn)生400mVp-p的紋波時(shí)，就會(huì)變成3.3V±6%。

起因于開(kāi)關(guān)工作的輸出紋波電壓示意圖

AC/DC轉(zhuǎn)換器會(huì)制作稱為12VDC的總線電壓，將其當(dāng)作輸入電壓，再利用個(gè)別的穩(wěn)壓器等，產(chǎn)生各電路必要的電壓，或許能夠舒緩AC/DC轉(zhuǎn)換器的紋波問(wèn)題。不過(guò)，在上述范例中，如果直接供電給低電壓設(shè)備，紋波電壓就可能造成某些問(wèn)題。總之，雖然紋波電壓愈小愈好，但仍要考慮到濾波器設(shè)定空間和成本，來(lái)設(shè)定容許值。

?絕緣耐壓
視系統(tǒng)的規(guī)格而定，有時(shí)AC/DC轉(zhuǎn)換器必須能夠絕緣。工業(yè)設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備等基本上必須絕緣，且可能會(huì)指定絕緣等級(jí)。AC/DC轉(zhuǎn)換器的絕緣指一次側(cè)（AC輸入），和二次側(cè)（DC輸出）無(wú)法導(dǎo)通，基本上由變壓器負(fù)責(zé)絕緣的工作。絕緣除了3kVAC的電壓外，還必須討論絕緣構(gòu)造、絕緣等級(jí)等規(guī)格相關(guān)事項(xiàng)。設(shè)計(jì)變壓器的人必須具備規(guī)范和部件方面的知識(shí)才行。各個(gè)詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參照規(guī)格書(shū)等。

?工作溫度范圍
應(yīng)該要設(shè)定搭載設(shè)計(jì)電源的系統(tǒng)，以及設(shè)備工作溫度范圍等規(guī)格。AC/DC轉(zhuǎn)換器必須由符合要求的功率控制IC和部件組成。此外，雖然大多以周圍溫度標(biāo)示設(shè)備規(guī)格，但AC/DC轉(zhuǎn)換器如果裝設(shè)在內(nèi)部，就必須以內(nèi)部溫度為基準(zhǔn)來(lái)決定規(guī)格。AC/DC轉(zhuǎn)換器會(huì)少量發(fā)熱，一但超過(guò)所用部件的額定值，將可能發(fā)生致命的損壞，因此溫度方面必須充分進(jìn)行驗(yàn)證。

?效率
效率是指針對(duì)輸入功率的輸出功率的比率，以%表示。效率達(dá)80%代表?yè)p耗20%，損耗基本上會(huì)變成熱。現(xiàn)今提升效率已是必備要件，也因此必須充分理解和熱相關(guān)的事物。

為了提升效率，必須探討使用變壓器方式、控制IC、外置部件。

?無(wú)負(fù)載時(shí)輸入功率
輸出電流不流動(dòng)時(shí)的輸入功率，也就是無(wú)負(fù)載時(shí)的自我功耗。節(jié)能化已經(jīng)是設(shè)備的責(zé)任和義務(wù)，必須將毫無(wú)用處的自我損耗降至最低才行。EnergyStar即是其中一例。電路組成和控制IC在降低自我功耗上，扮演著非常重要的角色。

以上內(nèi)容為最低限度，但可能因?yàn)楦鞣N原因，造成上述數(shù)據(jù)和自己遇到的情形不同。此時(shí)，就必須根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法則，判斷電源擁有哪一種程度的性能和特性，就能夠廣泛支持各項(xiàng)條件要求。最重要的就是先了解能修正變更或全部重做后，再開(kāi)始進(jìn)行設(shè)計(jì)。

審核編輯黃宇