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电梯直达
【报名阶段需要填写的内容】 1. 参赛者姓名（必填项）：孙喆 2. 单位或学校名称（选填项）：上海挚达 3. 当前职务或职称（选填项）：硬件工程师 4. 参赛作品的名字（必填项）：4x6厘米超小体积 40w flyback 开关电源 5. 简要陈述您的idea和作品（必填项）：现代电子产品不断缩小体积，于是对于电源等产品也提出更加苛刻的体积和性能要求，为此，我推了一把40w开关电源设计的极限小体积 6. 拟用到的立创商城在售物料（必填项）：贴片电阻电容，二极管，mos管，pcb 7. 拟用到的非立创商城物料或其它补充（必填项）：inn3268c 定制的rm10变压器 L1 744821120 20mH/锰芯/XS尺寸 生产厂家：wurth 8. 拟用到的EDA工具软件名称（必填项）：AD15，立创EDA，PIXls Designer 10设计变压器 【作品正式发表（报名成功后进入设计阶段）需要填写的内容】 一、作品简介 例如，可以包括但不局限于以下内容： 1.作品的整机外观图片或焊接组装好的PCBA图片；
2.作品的研究背景、目的和功能、市场应用前景； 现代开关电源市场一直在以小型化为目标设计着最新的产品，尤其是以手机QC快充 苹果PD快充为首，对电源适配器的功率和体积都提出了全新的要求，如何能在有限的空间里实现尽可能大的输出功率，就成为了许多工程师日以继夜的奋斗目标。 3.作品在创新性、趣味性、实用性甚至公益性方面，有哪些亮点可体现？ 我制作的这款开关电源，为小型化，高性能化而存在。利用PI最新的控制器。实现了4x6里面的超小空间尺寸，为产品尺寸腾挪出了空间，为产品整体小型化制造了可能，同时通过对准谐振控制器的使用，避免了独立开关管的离散性稳定问题。使产品的可靠性进一步得到了提升。全系列使用了宽温的磁芯，这保证了电路在-20度到85度的环境温度下都可以保证可靠的稳定工作。 二、系统构架图 用流程图或思维导图等形式，描述您的作品的组成构架，即方案图。
通过PI最新的innswitch3系列芯片，尽可能的降低产品功耗，简化产品设计，采用最新型的RM结构变压器节省线路板空间，实现高性能小体积电源的可能性。 三、硬件部分的描述 1.附上原理图&PCB实物图的图片或者源文件（官方建议大家尽量用源文件上传），如果是图片，请确保图片是清晰可辨的；
工程文件链接 https://lceda.cn/kokoro/inn3268c-40w-12v-3-34a 变压器设计输出文件 InnoSwitch3-CP INN3268C最终定稿版.pdf
2.用文字把该作品的实现原理、系统的工作过程大致讲解一下。 本作品使用PI最新flyback开关电源控制器innswitch3，采用了先进的磁耦合通讯技术，节约了光耦的空间，同时充分利用了变压器初次级之间的大部分浪费空间，使得PCB电路的体积可以大幅度缩小。 同时由于QR准谐振调制的使用，使得开关电源控制器的发热大幅下降。这就避免了额外散热片所占用的空间。次级的同步整流，同样避免了肖特基二极管在大电流下不可避免的发热问题。整个开关电源的总转换效率高于94% 3.注明所用到的EDA工具软件名称并附上设计链接。 AD15绘制电路，PIXls Designer 10设计变压器，立创EDA实现Bom制作与无缝导入采购 https://lceda.cn/kokoro/inn3268c-40w-12v-3-34a 四、材料清单（BOM列表) 列出您这个作品所用到的主要器件（关键器件即可），比如单片机&ARM芯片、专用集成芯片(ASIC)、传感器、功能模块等。 如果所列出的芯片是来自我们立创商城上的，最好能写出该器件的商品编号或附上对应购买链接。 BR1 MSB30M 1000V/3A/贴片 商品编号：C137243
R41 RS-06K68R0FT 68R/1%/1206R 商品编号：C137243
无法从嘉立创采购到的元器件 L1 744821120 20mH/锰芯/XS尺寸 生产厂家：wurth U1 INN3268C InSOP-24D/50W Power Integrations提供 研发初期，由于搞不到高性能的固态电容，事实上固态电容到现在一直是被热炒的状态。我也是后来才知道嘉立创上面可以直接买到高性能固态电容现货样品的。 其实正常工作整流桥是用不到3A这么大的功率功率的，但是考虑到如下几点所以我选用了MDD的这款贴片整流桥堆 需要注意的是大电流的贴片整流桥堆市场上并不常见，所以这里要感谢嘉立创，让我能够方便的采购到。（说这个是因为采购和我抱怨过，买不到了） Rs1J这个二极管是用在开关电源RCD吸收电路上的，它需要正向恢复快，反向恢复慢的型号，这样才能显著降低高压开关mos管的VDS耐压需求，和避免EMI问题。MDD的产品正好符合我要的需求 说完二极管再来说说开关电源里面的特殊瓷片电容 这里的C14就是RCD吸收电路里面的吸收电容 在传统的设计里面需要使用低温漂，可以被击穿后自动修复的CBB MPK这类的高压涤纶电容。 而由于现代紧凑型电源设计的需要，普遍都是用了瓷片电容替代。 这时候我们就需要注意两点了。 第一当然是电容的耐压，我们需要使用高耐压瓷片电容，这是很特殊的一类电容。并不是常规瓷片电容，并不容易申样到 考虑到陶瓷电容不能被击穿后自我修复，所以瓷片电容的耐压1000V起跳 再之后需要注意的第二个问题就是温漂，由于传统的大容量瓷片电容都是X7R或者其他型号的MLCC多层瓷片电容，对温度铭感，对电压也铭感，电压的变化，和温度的变化都会让电容的特性发生相应的剧烈变化。如果使用这样的电容在RCD电路上就会导致一系列的不稳定工作状态。所以，这里我选用的是1000V的NPO高频陶瓷电容。这样的电容其实并不容易买到。多亏了嘉立创，否则采购一定会要杀了我的心都有的。 很多人可能不太能理解，电压对瓷片电容容量的影响，其实瓷片电容也就相当于一个压电陶瓷片，试驾电压了，就会改变两个极板之间的间距，导致电容发生变化。原理其实很简单。但是如果不注意的话。就会中招。高频瓷相对于多层瓷片电容而言，这种电压对他的影响会小很多。上图就是电压对瓷片电容容量影响的关系曲线图。 这里说一个特别为开关电源RCD电路设计的瓷片电容元件。禾伸堂的2.2nf 630V NP0瓷片电容。2.2nf是RCD电路最常见选用的规格，630V就是替代传统的涤纶电容需要的耐压而做出来的。毕竟高频瓷做到如此大容量还要如此高耐压是非常不寻常的一件事情。所有的解释，都指向一个，那就是这颗电容就是禾伸堂为了开关电源用的RCD电路设计的。 PQ和RM的区别 PQ磁芯其实是由传统的EE磁芯演变而来的，通过EE磁芯的不断优化，改进了EE磁芯不方便绕制，磁芯包裹少等一系列的缺点，当然也适当的增加了一些生产的成本。 RM磁芯是由瓷罐简化而来的，瓷罐的性能最好，但是价格贵，加工麻烦，引线不容易，所以RM的本质是瓷罐。 这两种磁芯一种是在便宜的EE磁芯上增加成本改进性能得来，而另一种是降低成本，提升制作便利得来的。殊途同归，最终就得到了类似的外形特征。 RM和PQ在一定范围内的选择是重叠的，就是你既可以用RM也可以用PQ。 但是实际的使用中，它们的功率正好是错开的，比如rm可以做10w，pq就可以做15w，rm再大一档就是20w的，pq就是25w。所以如果你有变压器计算工具例如PIXls Designer 就可以精确的在这两种变压器之间得到自己的选择。 还有一个重要的就别就是PQ可以覆盖超级大功率，RM磁芯在40w以上就很难买到了，到100w就基本是极限了。而PQ磁芯可以到1000w以上。这就是这两者的区别。 磁芯材料一般分为4种类型，高频，宽温，低成本，高磁通。 这个设计里面因为是为了高可靠性设计的，所以我选择的是宽温磁芯。 可以看到TDK的PC95磁芯可以在很宽的温度范围内都保证正常工作。 由于TDK的RM磁芯并没有PC95的材料，所以我选择了ACME的磁芯，他们的P47材料和PC95性能接近，而且重要的是有RM磁芯生产 在PIXls Designer中需要设置磁芯材料为PC95否则一系列的换算都会有问题，这是在变压器计算过程中需要注意的 小尺寸变压器为了符合安规，一般都需要飞线，但是飞线会增加成本，如果你希望降低成本的话，建议是使用特质的安规骨架。就是会有一些地方长出来的 如果要使用飞线，也需要在PIXls Designer中设置清楚。 由于变压器的磁芯被认定为是初级，而且磁芯被认定为是导体，所以rm磁芯的常规骨架都是过不了安规的，rm的特殊安规骨架又特别少，所以rm变压器多以飞线来通过安规，变压器需要全包裹。这是rm变压器体积小的一种代价。 五、软件部分的描述（选填） 如果您的作品涉及到软件，请列出作品对应的软件工作流程图，及关键部分的例程、源码（如果您想开源的话请上传全部源码）。 六、作品演示 请上传您的作品的功能演示到腾讯视频，并编辑到本楼（或附上视频链接）。按要求上传视频可获得10分，具体详见活动规则。 优酷视频上传链接 https://v.youku.com/v_show/id_XMzY3Mzk3ODY0NA==.html 腾讯视频上传链接 https://v.qq.com/x/page/d0694tl3ahq.html
嵌入优酷的视频，腾讯视频实在是无能为力嵌入，只能提供视频链接，特此表示遗憾
七、总结 例如您在完成该作品过程中的一些体会、碰到的技术问题或调试经验、作品的未来规划，及对我们主办方的建议和意见等。 CE~EN55022 class B的传导测试通过 3000VAC 60s的耐压测试 瞬变脉冲群EFT-4000Kv，L、N、L_PE、N_PE、LN_PE
100mv以下的纹波 一开始的时候，变压器没有用变压器黄色胶带全部包裹，耐压测试过不了，由此也深刻理解了磁芯算作初级的开关电源设计原则。变压器全部包裹，耐压就通过了 传导测试的时候，我是比较担心的，因为参考设计上的共模电感比我选择的大一号。虽然电感值一样。但是滤波效果相对来说总归会差一些，幸运的是classB顺利通过。 纹波测试其实就是在拷问你采购固态电容的能力，是否有能力买到esr值足够低的固态电容。嘉立创很好的帮我解决了这方面的问题。 整个电路虽然简单，但是PCB布线博大精深，因为有安规要求的严格规范，所以元器件与走线之间的间距是被严格限定，必须大于规定值。所以要把一个电源做小其实是非常不容易的事情。 我有信心说，这次我做的电源是整个行业内屈指可数的mini程度。很大的功劳都要靠PI公司提供的最先进的PWM控制芯片innswitch3，如果没有这样的方案，我很难想象40w可以做到这么小，而且不需要散热片，不需要独立高压mos管。可以不用担心高压mos管的一致性不确定带来的系统不稳定。 继续说下，去我们聊聊生产。由于双面贴片+插件，所以需要工厂使用红胶工艺，这也是现代充电适配器普遍使用的一种工艺。这里说个小秘密，为什么小尺寸的开关电源都是用的插件电容呢？理由很简单，相比较而言，贴片的电容更占面积。直插件体积更小。这就是为什么现代开关电源选用的高性能电容大多买不到贴片型号的原因。 总之这次开关电源的设计，让我受益匪浅。我算是真正掌握了整个开关电源的设计技巧。而且同时掌握了现代最先进开关电源的整套设计方案。以后再做任何类型的开关电源，对我而言都不再是问题了。
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研发初期，由于搞不到高性能的固态电容，事实上固态电容到现在一直是被热炒的状态。我也是后来才知道嘉立创上面可以直接买到高性能固态电容现货样品的。
所以我一开始偷了个懒选了wurth送样的固态电容 870235375009 16V 560uf 9mΩ 虽然有包皮但是确实是固态电容，而且价格很贵，后期我就换国产的固态电容品牌了，已经找好了。 还有这里的同步整流mos，我实际焊接的是FPC 的PRM9R0N06N5 60V 30A 9mΩ内阻的NMOS管，价格便宜，性能合适。不过在bom里面我都换成了嘉立创上可以购买到的型号了。bom里面的型号是威视的，虽然贵但是是参考设计上推荐的型号。 |
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6月20日之前我已经把我能做的比赛要求全部实现了，希望有不符合的要求的做法，尽可能提早告知我。谢谢了
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谢谢支持
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PQ和RM的区别 PQ磁芯其实是由传统的EE磁芯演变而来的，通过EE磁芯的不断优化，改进了EE磁芯不方便绕制，磁芯包裹少等一系列的缺点，当然也适当的增加了一些生产的成本。 RM磁芯是由瓷罐简化而来的，瓷罐的性能最好，但是价格贵，加工麻烦，引线不容易，所以RM的本质是瓷罐。 这两种磁芯一种是在便宜的EE磁芯上增加成本改进性能得来，而另一种是降低成本，提升制作便利得来的。殊途同归，最终就得到了类似的外形特征。 RM和PQ在一定范围内的选择是重叠的，就是你既可以用RM也可以用PQ。 但是实际的使用中，它们的功率正好是错开的，比如rm可以做10w，pq就可以做15w，rm再大一档就是20w的，pq就是25w。所以如果你有变压器计算工具例如PIXls Designer 就可以精确的在这两种变压器之间得到自己的选择。 还有一个重要的就别就是PQ可以覆盖超级大功率，RM磁芯在40w以上就很难买到了，到100w就基本是极限了。而PQ磁芯可以到1000w以上。这就是这两者的区别。 |
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磁芯材料一般分为4种类型，高频，宽温，低成本，高磁通。 这个设计里面因为是为了高可靠性设计的，所以我选择的是宽温磁芯。 可以看到TDK的PC95磁芯可以在很宽的温度范围内都保证正常工作。 由于TDK的RM磁芯并没有PC95的材料，所以我选择了ACME的磁芯，他们的P47材料和PC95性能接近，而且重要的是有RM磁芯生产 在PIXls Designer中需要设置磁芯材料为PC95否则一系列的换算都会有问题，这是在变压器计算过程中需要注意的 |
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小尺寸变压器为了符合安规，一般都需要飞线，但是飞线会增加成本，如果你希望降低成本的话，建议是使用特质的安规骨架。就是会有一些地方长出来的 如果要使用飞线，也需要在PIXls Designer中设置清楚。 |
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由于变压器的磁芯被认定为是初级，而且磁芯被认定为是导体，所以rm磁芯的常规骨架都是过不了安规的，rm的特殊安规骨架又特别少，所以rm变压器多以飞线来通过安规，变压器需要全包裹。这是rm变压器体积小的一种代价。 |
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没人回复我自己顶帖子的说
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谢谢支持 |
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谢谢支持，如果我有幸运，我会专门做一期关于开关电源是设计的实战的讲座。 开关电源的新技术 |
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开关电源的设计制作难点其实就在于元器件的选型和pcb，变压器的设计。其中由于使用到了各种各样的元器件，各种规格又有的很稀缺，这里真心要感谢嘉立创提供了这样一个良好的现货平台，才能让我快速的制作原型，例如我设计中的稳压管，如果我通过的采购走申样流程，至少要半个月时间。而且还有可能最后样片申请失败，因为所选择的规格可能供应商不愿意拆散料。所以有一个强大的现货平台，而且可以快速清晰的分类元器件，进行快速筛选，是一件非常重要的事情。而且有了嘉立创的价格参考，实际做产品的成本控制也得到了保障
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谢谢支持
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图片发不上来了啊？大家有能帮忙试试的吗 |
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难得不是变压去定做，变压器的定做可以通过淘宝，100元10个样品还是拿的回来的。难得是变压器的计算，参数的测定。PI的这套变压器计算工具，我算是花了大把时间研究，上手了，虽然还不能说精通，但是现在主流规格的变压器都能自己设计了。 输入电压的范围会影响变压器设计，磁芯材料的选择会影响变压器，RCD 电路的匹配会影响变压器，VDS的选择会影响变压器的设计，总之数据之间互相粘连，牵一发动全身。这就是难得地方，如果换成iw1782的芯片我不一定有把握就能设计成功，但是PI的方案真的是来一个成一个了。已经没有技术瓶颈了。 你可能还没试着订过共模电感呢！这个最奇葩。要猜磁芯材料类型。否则传导过不去。现代开关电源控制器，都是通过开关电源芯片控制的pwm抖动，主动把噪声偏移到都某些频段上去的。然后通过特定规格的共模电感滤除掉。例如innswitch2代的时候，就是通过这样的手段把主要噪声偏移，让设计可以使用超级迷你的t4的磁环的铁镍材料的高频磁环。体积可以做的非常小，比那些考虑低成本的UU共模电感便宜了不知道多少 |
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我是穷人，有钱就不来参加比赛赚奖金钱了。求获奖，补贴我家孩子奶粉钱
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自打有了小宝以后，睡觉没了保障，研发变得拖延。经济变得拮据，性福生活没了保障。明显感觉精力不够用。未来没了着落。果然做研发的还是死宅最给力啊。 PS：跑车是8000积分换的。每天签到得到的积分。穷啊~~~~~~~~~~~
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开关电源的设计，其实就是一场采购能力的竞赛。 许多参考设计上的元器件根本就买不到，有的价格有特别的贵，你是否有能力买到，或者替换掉，这就是一个公司综合实力的体现。 这就是我现在这个方案的参考设计bom表，可以说，如果没有嘉立创强大的元器件筛选系统，我是根本无法实现这个设计方案的制作的。
看看这个1.5uf的电容，如果没有嘉立创，在正常渠道可能我这辈子都不可能从供应商哪里获得样品。 |
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最上面的帖子已经无法编辑咯 |
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开关电源设计进阶 学习了如何设计高性能小体积开关电源，现在我们换一个方向。 如何制作低成本的开关电源， 如何降低开关电源的生产成本，bom表成本，采购成本，提高良品率。 希望有机会展示^_^
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非常谢谢大家的支持，我一定努力做好自己的工作，不辜负大家的期望
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bom成本在30左右，但是不同的工厂的制造成本差异很大，而且还有两个重度不确定的因素，固态电容和MLCC瓷片电容。硬件成本都是限制死的，无非就是你嘉立创上面找便宜的替换件替换。仅此而已
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我们公司就是做iot的，但是嵌入式软件，硬件，服务器，手机app 4套东西压力太大，搞不动。等我孩子大点再尝试
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顶帖支持一下~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ |
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帮我修正一下参赛姓名，还有我为了为活动添砖加瓦报名了两个项目
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帮我修正一下参赛姓名，还有我为了为活动添砖加瓦报名了两个项目
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顶帖支持一下~~~~~~~~~ |
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知道了
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工业用的
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其实我更想把开关电源这方面的知识做一个讲座，能有更多的人了解现代开关电源和教科书上的开关电源的区别 ppt提纲 开关电源的新技术 |
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那需要你们给我机会的啊，我只能准备ppt和演讲稿，舞台还得你们来搭啊
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我是说的线下演讲哦
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那就得看我的运气了，对手都很强啊。我只能做好我自己的事情仅此而已
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顶一下帖子~~~~~~~~~~~
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这是一个追求小体积的电源项目。尽可能大的功率
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PI是通过工具软件计算的，必要的时候，PI的工具软件会自动做三明治绕法的。那个做屏蔽绕组我也是做过的。 你说的三点 1.开关频率走120Khz以上； 损耗会相应加大，发热会难控制。
对应的是高频磁芯
2.变压器磁密选取接近饱和点，余量尽可能低； 确实这样可以的，但是温度稳定性会下降，
对应的是高性能磁芯
3.计算的变压器磁芯结构(或者AP值)极尽绕制不下 一般变压器结构确定了，极限的绕组空间就确定了，而且RM的绕组空间是相对来说比较紧张的。 需要改变磁芯形状，或者加大一号磁芯。 理解这些，你就理解了开关电源变压器的设计 |
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说实话，这是不太现实的，因为如果你仔细想想，变压器计算的数据永远都是黏连在一起的，牵一发动全身，一定需要有自动化的计算机来完成的
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委外测试，花钱的
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顶帖支持一下，希望活动能够更加热烈
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谢谢支持，其实这道题目最难的不是解了40w电源怎么做，而是小功率flyback电源，现在随便提要求我都能搞定了
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被你忽悠了一下，我的变压器是三明治绕法的，你截图的地方是我讲文件配置而截图的，不是真实变压器计算的最终结果
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自己做的话，就不是量产件了，还会遇到一次量产转换的问题
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470pf 1kv |
发表于2018-06-15 13:40:28
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