預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)一款外尺寸是50.8*50.8*12.7mm的電源。功率上，準(zhǔn)備挑戰(zhàn)100W，僅僅是挑戰(zhàn)，能不能成不一定，重要的去折騰，去經(jīng)歷，去總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。這次折騰肯定是邊調(diào)試邊修改中度過(guò)，歡迎和我一樣愛(ài)折騰的兄弟，一起來(lái)探討成敗的前因后果。
這個(gè)電源輸入是18--36VDC，輸出5V 20A ，高度并不高，所以需要用到平面變壓器。這里有點(diǎn)小難度，打樣一個(gè)16層板的平面變壓器線圈，費(fèi)用大約是兩千多塊。思考了好幾天，決定分成兩塊一模一樣的8層板來(lái)做。這樣也就花費(fèi)一千多塊就夠了。
電路設(shè)計(jì)用 UC2843 來(lái)做，次級(jí)用 UCC24610 做同步整流。初級(jí)和次級(jí)的MOS管都用貼片封裝的。手頭有5*6封裝的80V MOS。粗略計(jì)算了下，初級(jí)和次級(jí)都可以用這顆MOS。也省的去再買(mǎi)新料了，省點(diǎn)錢(qián)先。
粗略估算了一下成本：
磁芯選用TDK的 ELP22 材質(zhì)是PC95.網(wǎng)上買(mǎi)來(lái)2塊錢(qián)一副。沒(méi)有打字，但是有配套的卡扣，可以不用膠帶，這樣裸著對(duì)散熱還有好處。這個(gè)磁芯的AE比較大，80個(gè)平方毫米，頻率選擇在145K。選這個(gè)頻率的目的只有一個(gè)，那就是次級(jí)可以只要一匝。初級(jí)3匝。輔助繞組2匝。匝數(shù)越少，變壓器走線越方便。
先畫(huà)變壓器去，這里說(shuō)下，多層板的變壓器，出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，不要畫(huà)盲孔。盡量利用半邊畫(huà)成通孔。做盲孔的成本要高大約30--100％。對(duì)于自己玩玩來(lái)說(shuō)還是太奢侈了。所以我并不會(huì)直接畫(huà)一個(gè)8層的變壓器PCB。而是先做一個(gè)模型。來(lái)驗(yàn)證小信號(hào)，和漏感、氣隙等其他參數(shù)。
下一樓會(huì)用不到一百塊來(lái)做這個(gè)能工作的變壓器模型。只有平面變壓器PCB成本的1/20哦，可以看到窗口高度是3.2毫米。
這里開(kāi)始講如何用100塊成本來(lái)做到接近2000塊打樣費(fèi)的平面變壓器：
- 窗口的高度是關(guān)鍵，因?yàn)檫@關(guān)系到我的下一步工作
- 柔性PCB可以做到0.2毫米的厚度，這正好是個(gè)優(yōu)勢(shì)，假設(shè)，我畫(huà)幾個(gè)不同的線圈，初級(jí)3匝，次級(jí)1匝，這就是兩個(gè)PCB。畫(huà)在一個(gè)板上，一起打樣，也不會(huì)超過(guò)100塊的
- 回來(lái)再拆開(kāi)，堆疊，自制一個(gè)多層PCB模型
我做過(guò)0.2mm基板的PCB，銅厚是2盎司，板子的總厚度達(dá)到了0.36mm 算上中間的絕緣膠紙，粗略可以當(dāng)0.4mm來(lái)計(jì)算。窗口剛好可以放下8片。剛好可以依次放 P S P S P S P 。四層NP穿插三層NS。剩下一丁點(diǎn)空間留給膠帶吧，不能太滿了。輔助繞組就隨便用銅絲在空隙處繞2匝就OK。當(dāng)然，這樣做出來(lái)的PCB打樣價(jià)格會(huì)超過(guò)200塊，因?yàn)殂~厚加價(jià)了。我們就做普通的0.5盎司標(biāo)準(zhǔn)工藝就OK。畢竟只是驗(yàn)證，不用考慮工藝。我只要波形就好。
驗(yàn)證好了繞法和工藝，再去花一千多打樣8層板的PCB繞組也不遲。不知道各位還有沒(méi)有更好的做平面變壓器的方法。我經(jīng)驗(yàn)不足，這是我能想到的對(duì)我來(lái)說(shuō)最劃算的方法了。
PCB先畫(huà)出了鋁基板的底板：
功率部分是發(fā)熱大戶。所以先整一塊鋁基板來(lái)搞。T01是變壓器。因?yàn)椴豢紤]耐壓，因此直接可以脫胎繞制，普通的漆包線起碼能扛得起1000VDC直流耐壓。
變壓器四個(gè)抽頭：1234號(hào)，分別是1-2初級(jí) 3-4次級(jí)。 變壓器左上角的V+ V- 則是給芯片供電的繞組。為了方便，各繞組用+和-來(lái)代表同名端。這里大量使用了貼片零件。科技的進(jìn)步，使我們可以有更小體積的零件。
在90年代，或許和都只是科幻場(chǎng)景，那時(shí)候一個(gè)47uf/50V的電解尺寸大概是8*10mm的圓柱體。現(xiàn)在則用一個(gè)0805封裝的貼片電容就能達(dá)到同樣容量。不過(guò)，為了購(gòu)買(mǎi)和焊接方便，我對(duì)C01采用了1206封裝47uf/50V。
下方6顆MOS都是 美國(guó)萬(wàn)代的AON6280，5*6封裝。初級(jí)和次級(jí)都是三顆并聯(lián)，次級(jí)是同步整流。所有MOS管的驅(qū)動(dòng)都通過(guò)一根8毫米高度的針腳連接到驅(qū)動(dòng)板。驅(qū)動(dòng)板計(jì)劃裝在上方，所有零件都用貼片，不用插件。圖中紫色條是預(yù)裝銅條的地方。用來(lái)增強(qiáng)PCB的過(guò)流能力，減少銅箔的損耗。次級(jí)C3---C8均為6.3V330uf 的貼片電容，封裝都是1210。