電源為電子產品的工作提供能量，我們日常使用的是交流電，而電子產品的控制系統用的是直流，如何把交流電轉換為直流電就顯得至關重要了。
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各種大家電、小家電、LED產品的設計基本上都離不開開關電源(Switch Mode Power Supply)。下面給大家分享一款12V/6W開關電源方案，並分享開關電源的設計方法。希望能起到拋磚引玉的作用，讓大家在以後的電子產品設計中能得心應手的設計自己的開關電源。
本方案用到一款國產的高性能開關電源控制晶片DK106,下圖是我設計的電路原理圖
12V/6W開關電源原理圖
開關電源設計參數如下：
- 輸入電壓:85~265VAC（本設計為寬電壓輸入，基本上全球所有國家都適用）
- 輸出電壓:12V/0.5A
設計開關電源最重要的是高頻變壓器設計，本方案高頻變壓器設計如下:
設計變壓器前我們需要先確定以下參數：
- 輸入電壓範圍：85~265VAC
- 輸出電壓電流：DC12V,0.5A
- 開關頻率：F=65KHz（參照晶片的規格書）
- 最大占空比：D=0.5
磁芯選擇：
- 6W的開關電源，選用EE16的磁芯來設計變壓器就可以了。（多大功率用多大的磁芯大家可以自行網上深入了解一下）
原邊電壓Vs計算：
- 輸入電壓為AC80~265V，計算最低電壓下的最大功率，最低電壓為80V。
- Vs=80*1.3=100V（要考慮線路壓降及整流壓降）
計算導通時間：
- Ton=1/F*D = 1/65*0.5=7.7uS;
計算原邊匝數Np:
- Np=Vs*Ton/Bac*Ae
- Np：原邊匝數
- Vs：原邊直流電壓（最低電壓值）
- Ton：導通時間
- Bac：交變工作磁密（mT），設為0.2
- Ae：磁心有效面積(平方毫米)，EE16 磁心為20平方毫米
- Np=(100 *7:7)/(0.2*20)≈192匝
計算副邊匝數Ns:
- Ns：副邊匝數
- Np：原邊匝數
- Vout：輸出電壓（包含線路壓降及整流管壓降，12V+1V=13V）
- Vor：反激電壓（設置該電壓不高於150V，以免造成晶片過壓損壞,本設計中設為100V）
- Ns=(13*192)/100=25匝
計算原邊電感量Lp:
- Lp=(Vs *Ton)/Ip
- Lp：原邊電感量
- Ip：原邊峰值電流（晶片設定最大峰值電流320mA，此參數要小於晶片的峰值電流參數400mA）
- Lp=(100*7.7/320≈2.4(mH)
變壓器的設計驗證:
變壓器的設計時最大磁感應強度不能大於0.4T，（鐵氧體的飽和磁感應強度一般為0.4T 左
右），由於單端反激電路工作在B-H 的第一象限，磁心又存在剩磁Br 約為0.1T，所以最大
的工作磁通Bmax 最大只有0.4-0.1=0.3T
- Bmax=(Ip*Lp)/(Np*Ae)
- Bmax=(400*2.4)/(192*20)=0.25
- Bmax<0.3 證明設計合理
變壓器的漏感：
變壓器不是理想器件，在生產過程中一定會存在漏感，漏感會影響到產品的穩定及安
全，所以要儘量減小，漏電感應控制在電感量的5%以內。
根據以下設計，最終得出以下變壓器參數（把以下參考給供應就可以供樣了）：
- 使用磁心：臥式EE16，你也可以用立式的
- 原邊匝數Np=192匝，線徑0.23mm 原邊4腳起1腳落 ，5腳為空腳作固定用
- 副邊匝數Ns=25匝，線徑0.5mm 副邊9腳起7腳落
- 原邊電感量Lp=2.4mH
臥式EE16腳位圖
注意：漆包線的線徑大家可以根據電流的大小選定，腳位要定義為防呆的，防止生產時插反
重要元件說明：
- F1:保險絲250V/1A，必需安裝
- C1:X2安規電容，0.1uF/275V
- MOV1:471K
- L1:共模電感，EE8.3/25mH
- D1:橋堆,600V
- CY1：電容，1nF/400V
- C2:15uF/400V
- C3:瓷片電容103
- T1:高頻變壓器
- D2:二極體HER107
- D3:二極體SR1100
- D4:穩壓二極體11V/0.5W
- U1:開關電源控制晶片DK106
- U3:光偶P817
PCB設計注意事項:(引用於晶片的規格書)
- 功率器件需要散熱，晶片的主要熱量來自功率開關管，功率開關管與引腳5678相連接，所以在PCB布線時，應該將引腳5678外接的銅箔的面積加大並作鍍錫處理，以增大散熱能力。
- 晶片的5678引腳是晶片的高壓部分，最高電壓可達600V以上，所以在線路布置上要與低壓部分保證1.5mm以上的安全距離，以免電路出現擊穿放電現象。
樣機測試：
- 本開關電源方案應用於產品的實物圖
開關電源實物圖
- 帶負載測試（效果還是不錯的）：
測試數據