电源为电子产品的工作提供能量，我们日常使用的是交流电，而电子产品的控制系统用的是直流，如何把交流电转换为直流电就显得至关重要了。
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各种大家电、小家电、LED产品的设计基本上都离不开开关电源(Switch Mode Power Supply)。下面给大家分享一款12V/6W开关电源方案，并分享开关电源的设计方法。希望能起到抛砖引玉的作用，让大家在以后的电子产品设计中能得心应手的设计自己的开关电源。
本方案用到一款国产的高性能开关电源控制芯片DK106,下图是我设计的电路原理图
12V/6W开关电源原理图
开关电源设计参数如下：
- 输入电压:85~265VAC（本设计为宽电压输入，基本上全球所有国家都适用）
- 输出电压:12V/0.5A
设计开关电源最重要的是高频变压器设计，本方案高频变压器设计如下:
设计变压器前我们需要先确定以下参数：
- 输入电压范围：85~265VAC
- 输出电压电流：DC12V,0.5A
- 开关频率：F=65KHz（参照芯片的规格书）
- 最大占空比：D=0.5
磁芯选择：
- 6W的开关电源，选用EE16的磁芯来设计变压器就可以了。（多大功率用多大的磁芯大家可以自行网上深入了解一下）
原边电压Vs计算：
- 输入电压为AC80~265V，计算最低电压下的最大功率，最低电压为80V。
- Vs=80*1.3=100V（要考虑线路压降及整流压降）
计算导通时间：
- Ton=1/F*D = 1/65*0.5=7.7uS;
计算原边匝数Np:
- Np=Vs*Ton/Bac*Ae
- Np：原边匝数
- Vs：原边直流电压（最低电压值）
- Ton：导通时间
- Bac：交变工作磁密（mT），设为0.2
- Ae：磁心有效面积(平方毫米)，EE16 磁心为20平方毫米
- Np=(100 *7:7)/(0.2*20)≈192匝
计算副边匝数Ns:
- Ns：副边匝数
- Np：原边匝数
- Vout：输出电压（包含线路压降及整流管压降，12V+1V=13V）
- Vor：反激电压（设置该电压不高于150V，以免造成芯片过压损坏,本设计中设为100V）
- Ns=(13*192)/100=25匝
计算原边电感量Lp:
- Lp=(Vs *Ton)/Ip
- Lp：原边电感量
- Ip：原边峰值电流（芯片设定最大峰值电流320mA，此参数要小于芯片的峰值电流参数400mA）
- Lp=(100*7.7/320≈2.4(mH)
变压器的设计验证:
变压器的设计时最大磁感应强度不能大于0.4T，（铁氧体的饱和磁感应强度一般为0.4T 左
右），由于单端反激电路工作在B-H 的第一象限，磁心又存在剩磁Br 约为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 证明设计合理
变压器的漏感：
变压器不是理想器件，在生产过程中一定会存在漏感，漏感会影响到产品的稳定及安
全，所以要尽量减小，漏电感应控制在电感量的5%以内。
根据以下设计，最终得出以下变压器参数（把以下参考给供应就可以供样了）：
- 使用磁心：卧式EE16，你也可以用立式的
- 原边匝数Np=192匝，线径0.23mm 原边4脚起1脚落 ，5脚为空脚作固定用
- 副边匝数Ns=25匝，线径0.5mm 副边9脚起7脚落
- 原边电感量Lp=2.4mH
卧式EE16脚位图
注意：漆包线的线径大家可以根据电流的大小选定，脚位要定义为防呆的，防止生产时插反
重要元件说明：
- F1:保险丝250V/1A，必需安装
- C1:X2安规电容，0.1uF/275V
- MOV1:471K
- L1:共模电感，EE8.3/25mH
- D1:桥堆,600V
- CY1：电容，1nF/400V
- C2:15uF/400V
- C3:瓷片电容103
- T1:高频变压器
- D2:二极管HER107
- D3:二极管SR1100
- D4:稳压二极管11V/0.5W
- U1:开关电源控制芯片DK106
- U3:光偶P817
PCB设计注意事项:(引用于芯片的规格书)
- 功率器件需要散热，芯片的主要热量来自功率开关管，功率开关管与引脚5678相连接，所以在PCB布线时，应该将引脚5678外接的铜箔的面积加大并作镀锡处理，以增大散热能力。
- 芯片的5678引脚是芯片的高压部分，最高电压可达600V以上，所以在线路布置上要与低压部分保证1.5mm以上的安全距离，以免电路出现击穿放电现象。
样机测试：
- 本开关电源方案应用于产品的实物图
开关电源实物图
- 带负载测试（效果还是不错的）：
测试数据