先查看RT7304 IC SPEC的詳細參數(shù)

從IC SPEC中可以看到，RT7304是一顆有源功率因數(shù)控制，原邊恒流控制蕊片，具備LED短路和開路保護，過溫保護，VDD過壓和欠壓保護。

電路方框圖：首先啟動電路與零電壓檢測輸出端加至乘法器，再輸出到PWM發(fā)生器，再經(jīng)過放大輸出驅(qū)動外部MOSFET，電流取樣電路加至CS引腳，經(jīng)過前沿消隱，加到恒流控制，恒流控制輸出與鋸齒波發(fā)生器比較，輸出一個比較得出的鋸齒波加到乘法器，再加至PWM發(fā)生器控制振蕩頻率和占空比。COMP引腳是運放的反相端，運放反相輸入端檢測，速度快，但會產(chǎn)生相移，所以需要外接RC進行相位補償，保護電路加到乘法器輸出到PWM發(fā)生器，控制PWM ON/OFF，VDD給蕊片提供工作電壓，以及輸入到過壓和欠壓保護電路運放的同相端與反相端比較實現(xiàn)保護的目的，同時經(jīng)過內(nèi)部電路輸出13V給驅(qū)動放大器提供電源電壓，從而驅(qū)動外部MOSFET。ZCD的基準電壓為2.5V，CS峰值電壓為1.5V。蕊片就介紹到這里，不然大家會以為我是推蕊片的，這里只是教會大家看方框圖，以及了解蕊片的基本參數(shù)，才能對后面進行設(shè)計！我也和立琦沒有任何關(guān)系的哦！

沒人頂，自己頂一下，由于時間不多，沒畫SCH，先直接畫PCB，對于有經(jīng)驗的人來說，如果有把握，可以先畫PCB發(fā)出去打樣，再設(shè)計變壓器打樣，再畫SCH，電子物料請購，出BOM，這樣一個項目下來，時間沒有浪費，縮短研發(fā)周期。當(dāng)把后面的步驟完成，前面的物料就都快回來了，就可以焊樣調(diào)試了。對于新手而言，是要安正常步驟來，先SCH，選擇變壓器并設(shè)計是否是行，再PCB，再出BOM，等待物料回來，再焊樣調(diào)試

條件有限，考慮到散熱片打樣的困難性，以及考慮到量產(chǎn)后的可采購性困難，決定采用成品的散熱器，在網(wǎng)上找到了一款表面積為165*25*1.5mm的散熱器，經(jīng)計算與經(jīng)驗，確定可行，經(jīng)過三個小時的奮斗，PCB Layout完成

考慮到通用性，放了兩個變壓器和兩個散熱器封裝，這樣做小功率時就可以用小的散熱器和小的變壓器，可選用的變壓器PQ2620,2625,3220,3225

PCB Layout注意事項：

1. 保險絲前與任一一點的距離大于2.5，3.0，3.2，3.5，4.8mm，根據(jù)不同的安規(guī)條例，需求的距離不同，我們通常選擇3.5，這樣前面那一些都符合了，4.8為UL1310標準，太寬了，這里不考慮1310。PSE，UL1310都規(guī)定保險絲過后也是需要足夠的爬電距離，通常留2.5mm，但其它的不做要求，所以這里不考慮。但必須考慮對了高壓部分的安全距離，通過計算，高壓部分與其它點之間至少要留1mm以上，否則會出現(xiàn)打火短路的現(xiàn)象。

2. EMC濾波器應(yīng)該盡量避免靠近變壓器，因為外殼尺寸太小，放不下，所以這里不過EMC，沒有裝。但不影響講解。

3. 要過傳導(dǎo)，DB1整流后需加CLC或LC濾波，由于是單級PFC，峰值電流很大，濾波電容很小，由于電感的作用，會在開機瞬間產(chǎn)生一個很高的電壓，疊加到MOS管上，這樣MOSFET有擊穿的危險，所以需要在CLC后面加個RCD突波吸收電路，抑制電壓的突變。這里沒有加差模電感，所以不需要。

4. 大電流環(huán)路面積應(yīng)該越小越好，且走線盡量的粗

5. 變壓器地到輸入濾波電容的走線應(yīng)該盡量的粗，且越近越好。那把變壓器地放在2腳走過去，這是最理想的，但這里變壓器地是在6腳，繞了一圈回到電容，是因為考慮到變壓器的繞制工藝，繞線會交叉，需要套套管，增加了變壓器的成本，加之這里不過EMC，所以這樣走的。所以在開關(guān)電源里永遠沒有絕對的答案，一個詞是用得最多的，叫“折中”，這里就考慮到了變壓器成本和EMC性能的折中，選擇了變壓器的成本。當(dāng)你真正的把折中這個詞熟練運用到電源設(shè)計的各個部分(比如變壓器設(shè)計)，你就是一個合格的、實用的工程師了。

6. 從MOSFET漏極到變壓器的走線應(yīng)該盡量短，走線夠用就行，不要太寬，因為這里是一個最大的輻射源，但考慮到散熱和可靠性方面，我選擇了走線面積盡量的大，這里又是折中，如果安全都沒有了，還談什么EMC，談什么性能，都沒有意義了。當(dāng)然我這里是不過EMC，如果過的話也可以適當(dāng)?shù)恼壑衅胶?。又一次證明了沒有標準的答案！

7. 蕊片的VDD和GND應(yīng)該盡量靠近VDD電容，且經(jīng)過VDD電容再回到輸入電容。這樣蕊片就不易受到干擾。

8. 這里是原邊恒流控制，電流取樣電路與蕊片CS檢測的走線應(yīng)該盡量的短。

9. 初級到次級的爬電距離和空間距離，根據(jù)各安規(guī)條例來定，各不相同，本例需通過3.75KV AC測試，留8mm以上

10. 空間允許的話，在變壓器中間以及在輸出電解電容下面開孔，以利于散熱。

11. 后焊的焊盤應(yīng)該開破錫槽，使在過波峰時，不把焊盤堵死了。

12. 符合走線規(guī)則的前提下，貼片器件盡量朝一個方向，實在做不到一個方向的，貼片間距拉開點(如本例的VDD電阻和VDD電容，因為VDD電容離蕊片VDD和GND越近越好，所以選擇不朝一個方向，但把器件間距拉開點，上錫肯定不是問題)，高的貼片器件與平行的器件距離應(yīng)該盡量拉開點(如本例的VDD二極管和RCD吸收二極管)，有利于上錫。

13. 焊盤間距離盡量留1mm以上，避免連錫。

14. 輸出二極管如果立插的情況下引腳折彎的方向最好與本例相同，以利于散熱，平插的情況下應(yīng)該不插到底，可以K腳，量小廠商不原意K腳，可以人工控制，這個不難。變壓器到輸出二極管的走線跟MOSFET-D到變壓器的規(guī)則相同

15. 走線寬度不小于0.3mm，盡量在0.4以上，走線與焊盤間距0.35mm以上，焊盤孔到板框或任一開槽部分&孔與孔之間的距離應(yīng)大于1mm，兩相連焊盤也盡可能留1mm避免堆錫(當(dāng)然這不是硬性要求，只是可以考慮到總是好的)

以上都是一個優(yōu)秀工程師應(yīng)該具備的，這些均是我從事電源行業(yè)數(shù)十載的個人實踐經(jīng)驗，僅供參考，如有不對之處，歡迎吐槽

變壓器設(shè)計：

設(shè)計前考慮：輸出二極管壓降問題，耐壓越高，正向壓降越大，損耗越大；

                   要想選用較低耐壓的輸出二極管，反射電壓就要升高，從而頻率需要增加或變壓器繞組圈數(shù)需要增加，從而導(dǎo)致MOSFET損耗增加或變壓器

                  銅損增加。

                   而低的輸出二極管耐壓，會使MOSFER  V_DS   電壓增加， MOSFET V_DS 過高，箝位電路需要吸收損耗的能量就越大，以使MOSFET耐壓

                  滿足要求。

                  變壓器銅損和磁損的折中考慮，變壓器圈數(shù)增加，銅損增加，磁損減小。

                  以上這些問題做好折中的考慮，開始下面的設(shè)計

 設(shè)定：效率 η_min=88%     反射電壓V_ro=103V   頻率f=40KHZ  輸出二極管Vf=1.7V  變壓器初次級峰值電流傳輸比TR=90%

1.Vin_min=90*1.414=127V

2.Vin_max=264*1.414=373V

3.輸入功率Pin=Vout*Iout/η=75*1.1/0.88=85.23W

4.初次級砸比N=Vro/(Vout+Vf)=103/(75+1.6)=1.341

5. 占空比Dmax=Vro/(Vro+Vin_min)=0.447

6.最低輸入電壓峰值與反射電壓的比例

    KV=Vinmin/Vor=127/103=1.237

    KV1=0.5+0.0014*KV=0.5+0.0014*1.237=0.502

    KV2=1+0.815*1.237=2.009

6.原邊峰值電流Ippk=(2*Pin*KV2)/(Vinmin*KV1)=2*85.23*2.009/(127*0.502)=5.362A

7.初級電感量Lp=Vinmin*Dmax/(Ippk*f)=127*103/((127+103)*5.362*40)=265uH

8.原邊電流有效值Iprms=Ippk*√(KV1/(KV2*3))=5.06*SQRT(0.502/(2.009*3))=1.547A

9.次級峰值電流Ispk=Ippk*N*TR=5.362*1.341*0.9=6.47A

10.次級電流有效值Isrms=Iprms*N*TR=1.547*1.341*0.9=1.867A

11.變壓器磁蕊體積Ve=0.6*(2+r)2/r*Pin/f=0.6*(2+2)2/2*82.23/40=9.8676cm3 查表PQ3220 Ve=9.42cm3 比計算值略小，但以經(jīng)驗，夠用了。

  式中0.6為系數(shù)，根據(jù)電源工作溫度，變壓器繞組結(jié)構(gòu)來確定0.5~0.7之間，r為電流紋波率，即電感交流分量與直流分量的比值， BCM模式=2。

 這個參數(shù)后面有時間再討論。

12.原邊最少圈數(shù)：查表Ae=170mm2  設(shè)最大磁通Bmax為0.3T

    Np=Ippk*Lp/(Ae*Bmax)=5.362*265/(170*0.3)=27.88T

13.原邊線徑Dp=2*√(Iprms/(3.1416*Ap))=2*√(1.547*/(3.1416*4)=0.7mm    Ap為電流密度4-10A/mm2 根據(jù)工作溫度，繞線長度選取

    次邊線徑Ds=2*√(1.867*/(3.1416*6))=0.63mm

    然而此銅線線徑并不一定能夠?qū)嵱?，必須考慮集膚效應(yīng)，即頻率與電流穿透銅線深度的關(guān)系

    從下圖中可以看到當(dāng)頻率為40KHZ時，穿透深度為21#線，頻率為100KHZ時，穿透深度為25#線，如果當(dāng)上述計算結(jié)果不能滿足要求時，需采用多股

   并繞的方式。

    將上述線徑改用多股方式：Dp=0.7mm=2股0.5mm     Ds=0.63mm=2股0.45mm

14.繞線實際驗證：PQ3220槽寬9mm  考慮偏差,設(shè)為8.9mm

   Dp 圈數(shù)/層=8.9/Dp*2=8.9/(2*0.55)=8    需繞層數(shù)=Np/8=28/8=3.5層 需繞4層，采用三明治繞法，先繞8+8，后繞7.5+7.5(是雙線并繞,所以可以有0.5，后面二層槽寬為8.9-Ds=8.25mm),實際Np=31TS

15.次級圈數(shù)Ns=Np/N=31/1.341=23TS

   Ds 圈數(shù)/層=(8.9-Dp)/Ds=(8.9-0.55)/(2*0.65)=6.4  由于只有雙線并繞，小數(shù)點后小于0.5，固省掉  需繞層數(shù)=Ns/6=23/6=3.83層 繞4層，可以繞24TS，固改為24TS或增加線徑，用兩股0.5mm，剛好4層。這樣繞平有利于后面的繞組繞線。增加圈數(shù)會使砸比減小，初級峰值電流增大，次級峰值電流減小，固要平衡好，這里選擇增加線徑。

16.輔助繞組圈數(shù)，蕊片欠壓鎖定電壓Voff=9V，最高工作電壓25V(OVP27V)，輸出電壓為40-75V，Vaux=Voutmax/Voutmin*Voff*1.2=75/40*9*1.2=20.25<25*0.85,可滿足要求。

 Naux=Vaux*Ns/(Vout+D_out_vf-D_aux_vf=20.25*23/(75+1.7-1)=6.15T

 取6T  Vaux=6/23*(75+1.7-1)=19.75V  Vaux_min=6/23*(40+1.7-1)=10.6V<9*1.2,比要求值略小，不理想  

取7T  Vaux=7/23*(75+1.7-1)=23V>25*0.85  驗證也不通過！

相比后者嚴重超標，決定選用6T，要求10.8V-實際10.6V=0.2V 相差很小，將就吧！電壓范圍太寬了，不然要加線性穩(wěn)壓，增加成本了！其實對于1A的輸出電流，會在次級繞組上產(chǎn)生壓降等等一些寄生因數(shù)，會耦合到輔助繞組，Vaux電壓會上升，實際可以達到10.8V，這是交叉調(diào)整率的問題，這里不講解，有想知道這方面的可以提問

 打字好辛苦！

 一個人在講，好寂寞滴

現(xiàn)在要求輸出1.1A，那更改相關(guān)參數(shù)為

單級PFC變壓器設(shè)計工具，提供大家下載

Design tool for singlel stage Flyback PFC.xlsx 

由于需要多個，甚至幾十個電源同時啟動，需要增加NTC電阻；要求增加熱敏電阻。

PCB Layout ，器件總算擠下去了

更新的PCB圖

原理圖

好清淡

有時間再去抓波形圖上來，一個星期的時間，這個項目基本完成了！

大家有什么問題，可以提問和討論

帶燈老化中ing

RCD鉗位電路設(shè)計