電源研發(fā)常見經(jīng)典問題-3

問題9：對各種拓撲的軟開關(guān)形式有哪些？軟開關(guān)是如何實現(xiàn)的？
軟開關(guān)目前使用很頻繁，一來可以提升次效率，二來可以利于EMC。很多拓撲都開始利用軟開關(guān)了，就連反激如果為了做高效率也引入了準諧振來實現(xiàn)軟開關(guān)，這個在前面問題已講過。LLC的軟開關(guān)在前面問題也提過實現(xiàn)條件，具體實現(xiàn)過程沒有細講。這里就分享下我對軟開關(guān)的理解。
實現(xiàn)條件及過程：利用軟開關(guān)需要二個元素，一個是C一個是L來實現(xiàn)諧振（當然也可以多諧振形式），諧振會產(chǎn)生正弦波，正弦波就能實現(xiàn)過零。如果是串聯(lián)諧振屬于電壓諧振，并聯(lián)諧振屬于電流諧振。
其次軟開關(guān)和硬開關(guān)的差異是：硬開關(guān)過程中電壓電流有重疊，軟開關(guān)要么電流為零(ZCS)要么電壓為零(ZVS)。MOS管的軟開關(guān)可以利用結(jié)電容 或者并電容，然后串電感實現(xiàn)串聯(lián)ZVS，例如準諧振反激，有源箝位吸收電路，移向全橋的軟開關(guān)。也有LC并聯(lián)ZCS，不過用的很少，因為MOS管ZVS的 損耗小于ZCS。LLC屬于串并聯(lián)式，不過我們利用的是ZVS區(qū)。（在死區(qū)的時候諧振電流過零，上管軟開通前，先給下管結(jié)電容充電，上管實現(xiàn)軟開通）

問題10：什么樣的變壓器才算是最完美適用的？變壓器決定了什么，影響了什么？
設(shè)計變壓器是各種拓撲的核心點之一，變壓器設(shè)計的好壞，影響電源的方方面面，有的無法工作，有的效率不高，有的EMC難做，有的溫升高，有的極限情況會飽和，有的安規(guī)過不了，需要綜合各方面的因素來設(shè)計變壓器。
設(shè)計變壓器從哪里入手呢？一般來說根據(jù)功率來選擇磁芯大小，有經(jīng)驗的可參考自己設(shè)計過的，沒經(jīng)驗的只能按照AP算法去算，當然還要留有一定的余量，最后實驗去檢驗設(shè)計的好壞。
一般小功率反激推薦的用的比較多EE型，EF型，EI型，ER型，中大功率PQ的用的比較多，這里面也有每個人的習(xí)慣以及不同公司的平臺差異，功率很大的，沒有適合的磁芯，可以二個變壓器原邊串副邊并的方式來做。
不同拓撲對變壓器的要求也不一樣，比如反激，需要考慮的是需要工作在什么模式下，感量如何調(diào)節(jié)適中。尤其是多路輸出一定要注意負載調(diào)整率滿足需求， 耦合的效果要好，比如采用并繞，均勻繞制，以及副邊匝數(shù)盡可能增多。MOS管耐壓決定匝比，怎么選取合適的占空比，選取多大的Bmax（一般小于 0.35，當然0.3更好，即時短路也不會飽和太嚴重）有的還需要增加屏蔽來整改EMC，原副邊屏蔽一般加2層，外屏蔽1層就好。
大功率變壓器一般更多的是關(guān)注損耗，需要銅損和磁損達到平衡，還要考慮到風(fēng)冷自然冷，電流密度多大合適，功率稍大（大于150W）的一般電流密度相對取小些(3.5-4.5)，功率小的(5.0-7.0)。
還要清楚電源過的什么安規(guī)，擋墻是不是足夠，層間膠帶是否設(shè)置合理也是不可以忽視的，一旦要做認證去改變壓器也是影響進度的。

問題11：我們真的需要到迷戀設(shè)計工具，依賴仿真的地步嗎？
電源的設(shè)計工具主要用在以下幾個方面：
1.選擇磁芯及設(shè)計變壓器；
2.環(huán)路仿真設(shè)計；
3.主功率拓撲仿真；
4.模擬電路仿真；
5.熱仿真（針對大功率）；
6.計算工具（計算書）等。
對于新人來說，我給的建議少用工具，多計算，自己把握設(shè)計的過程，因為工具是人做的，不同人的設(shè)計習(xí)慣差異，不能用一個固定的設(shè)計模式來設(shè)計不同的電源。
有些仿真可以與設(shè)計相結(jié)合：比如環(huán)路設(shè)計好后是很難直接滿足設(shè)計需求的，仿真可以在試驗前很好驗證，但仿真也不是完全和試驗一樣，至少不會差太遠。
熟練運用Mathcad和Saber也是必要的，只是很多我們需要弄清原理的層面，把工具只需要當做計算器來使用，更快速方便更高效來滿足我們設(shè)計就好，想純依賴工具來設(shè)計電源，無疑是走入極大誤區(qū)。