设计步骤：
1. 设定参数：输入85-265VAC，输出0-50V 0-10A 500W，隔离，符合CE认证标准，目标满载效率94%。
2. 预估尺寸
3. 探求外壳
4. 画事理图
5. 画PCB
6. 列BOM清单
7. PCB打样，采购元器件
8. 调试
9. 总结调试中碰着的问题，总结此内电源设计把稳事变
先设计框图如下：
为什么要用没有桥堆的APFC？
一样平常APFC+半桥LLC两级架构开关电源效率为90%，则输出50V，10A的电源输入功率为：50V10A/0.9=555.5W；
输入电压为85VAC时，PF假设为0.99，则输入电流为：555.5W/85V/0.9=6.6A；
一样平常桥堆内单个二极管的压降为1.2V，同时有两个在事情，则桥堆的功耗为：1.2V6.6A2=15.84W
可见桥堆丢失的效率为：15.8W/555.5=2.85%
15.84W的功率和2.85%的效率丢失对500W的中等功率电源来说关系不大，但对付几千瓦的电源桥堆的功耗就很大了。在这里以500W电源为案例希望能与大家深入学习并节制无桥APFC设计履历，也请各位高手不吝见教，万分感谢！
这是我之前买的480W做事器电源，拆机学习用的，不过他这是有桥堆的。
这个电源的拆机剖析在我之前发的帖子里面有详细解释，大家可以去看看。 上电源网论坛搜索“【我是工程师第三季】 高清无码460W全桥相移做事器电源拆解 UCC3818D+UCC3895DW ”就行。
希望能做到上面图中这么俊秀。
样机已经制作完成，看图： （做工不太好，大家不要见笑，准备下一版本优化）
下面我们开始聊聊无桥PFC线路
我们以ST的AN2606这篇文档跟大家一起开始学习（须要原文档的可以留下邮箱我发给各位）
图2
传统的Boost拓扑是PFC运用中最有效的拓扑。它利用一个桥堆将AC输入电压整流到DC，然后再升压。见图2。这种方法适用于中低功率范围。随着功率水平的提高，全桥开始成为运用的主要组成部分，设计者必须办理有限表面面积散热问题。从效率的角度来看耗散功率是非常主要的。
图3
无桥拓扑提出避免整流器输入桥，并且还须要保持经典的升压拓扑构造。这是利用漏极、源极之间的体二极管和PowerMOS开关来完成。一个简化的无桥PFC配置如上图所示。
图4
上图从功能的角度来看，电路类似于普通Boost转换器。传统的拓扑电流流经两个串联的二极管（全桥内）。在无桥PFC配置中，电流利过二极管与PowerMOS供应唯一返回路径。
为了剖析电路的运行情形，有必要把它分成两部分。第一部分作为升压级运行，第二部分作为AC输入旗子暗记的返回路径事情。参考上图，左边显斧正半周期中的电流，右边显示负半周期中的电流。
当互换输入电压为正时，M1的栅极被驱动，电流从输入端流过电感器，储存能量。当M1关闭时，电感的能量被开释，电流利过D1，通过负载并通过M2的体二极管返回到输入电源。拜会上图左边。在关断韶光，电流流出电感L（在此期间开释其能量），流入升压二极管D1，并通过负载形成回路。
在负半周期电路操作中，如上图右所示，M2接通，电流流过电感器，储存能量。当M2关闭时，能量被开释，电流流过D2、负载，然后返回到M1体二极管，再返回到电源。
须要把稳的是这两个MOS场效应晶体管的驱动是同步的。各部分是否构成一个活动的Boost或作为当前返回的路径并不主要。在任何情形下电流都是从高电压流向低电压。
图5
PFC功能须要掌握从电源中抽出的电流，并像输入电压波形（正玄波）那样调节它。要做到这一点，必须检测电流并将其旗子暗记输入掌握电路。在均匀电流模式的传统升压拓扑中，我们检测到的是整流电流而不是互换输入电流。这可以通过一个大略的检测电阻的电流来实现，如上图所示
上图电流检测的这种设计属于悲观的旗子暗记处理。这种类型的电阻电流感很随意马虎在中等功率运用中实现。但大功率PFC电路须要利用磁电流互感器提高效率如图所示。
在无桥PFC配置中由于输入整流桥是不能用的，当前不断变革的方向和一个大略的电阻检测电流的繁芜性增加。此外，在高功率运用中，电阻可能花费过多的功率。在这种情形下，用电流互感器进行电流检测是首选的方法，如上图所示。
电流互感器铁芯常日是高磁导率铁氧体（环形或小铁心组）。变压器的紧张部件是单匝导线穿过铁芯。次级常日由50到100匝组成。
这种类型的感应变压器不能在低频段事情，因此，它必须连接在高频开关电流的地方。必须许可磁芯复位。这常日是通过利用二极管完成的。为了再现升压拓扑构造电感的电流，必须要两个感应变压器（一个检测Ton时电感电流，另一个检测Toff时电感电流），简化的示意图如上图所示。
当此互感器办理方案运用于无桥拓扑时，如上图，不再有效。必须再做修正，如下阐述：
图6
该电路比传统升压拓扑情形更加繁芜由于我们这里有两个双PowerMOS（M1、M2）和二极管（D1，D2）。
有必要感电流斩波的（PowerMOS +二极管）部分和总的旗子暗记被运用到的。
检测二极管的电流可以大略地通过放置一个磁传感器在共阴极做（上图中的L2）。
对付电路的MOS部分，繁芜性增加，由于在半周期中，当一个MOS导通时，另一个必须处理回流到主电源的电流。利用传感器的构造如上图所示，可以在不过分繁芜的情形下办理问题。
由于两个绕组的耦合不能许可L1的退磁，以是利用赞助晶体管Q1来在关断期间打开电路。Q1可以是一个小旗子暗记晶体管，由于它的开关电流很低，这是由于变压器次级有大量的匝数。为了实现电流互感，这里采取了一种高磁导率环形铁心（UR＝5000）。次级有50匝，以减少二次电流，但不须要更多的匝数。
PFC电路不仅须要检测电流波形，还须要检测输入电压波形供应给掌握器内部乘法器，输入电压检测电路如下：
图7A B
上图A，B它是基于以下考虑：有用的旗子暗记（几十赫兹）的频率，远低于开关频率（几十千赫）。低频的升压电感表现出短路的特性。
由于MOS源极接地（通过体二极管），所得到的等效电路如上图b。
电压（来自电感）和流入Iac引脚的电流之间的关系是：
该极点必须位于一个足够高的频率上，以便不会使输入波形失落真，同时又足够低以过滤开关频率。
在这个运用中，等效电阻已经当选定Req=324K，非常适宜当前的设计。
由此算出R1是300K和R2是12K
实现实际运用中可按下图所示，这种办法的电感提高了共模抑制比，避免了MOS场效应晶体管漏极电容差异的影响。为了简化模型，假设一个近乎同等的耦合系数和等效电路是不才图所示。
图8
同一磁芯上给定电感所需的匝数与一个绕组或两个绕组的匝数相同。唯一的差异是绕组被分成两个部分。为简便起见，我们可以利用标准电感器磁芯尺寸、匝数和铜线尺寸相同的标准来设计电感器。
磁芯的大小，可以采取“AP法”来打算。什么是AP法？篇幅有限，这里就不详细阐明，须要详细理解的朋友可以留下邮箱，我单独发给您们。
下图为一个600W无桥PFC实例：
依据上文可以做出一个无桥PFC线路，但是电源适配器做认证（如CE认证、UL认证）须要测试EMI，如下图所示为EMI测试中的一项 ------- 传导滋扰：
从上文的图2中可以看出，此种架构是浮地，浮地有什么影响？？？浮地会导致EMI特殊难处理，先写到这里，空点在与大家分享加两个二极管做成的实地型无桥PFC，EMI更好过，且仍旧保留了无桥PFC高效率的特点。
电源已经在调试中了，之前比较忙，我会逐步把内容跟新，包括设计时的一些想法、碰着的困难、各个波形等等，也请大神们多多指教。
提前给大家看看我画的板子，一共由三块板子组成，包括一块大板（放插件元器件及小部分贴片元件），两块小板（一块为供电线路的贴片部分，另一块为PFC、LLC、SR、CC/CV的掌握部分）
下面是大板：
下面是恒压供电部分的贴片板：
下面是PFC、LLC、SR、CC/CV的掌握部分：
刚才说到浮地会导致EMI特殊难处理，下面说说加两个回程二极管更易过EMI的办法，先上图：
加回程二极管的无桥PFC简化图
下面剖析电路事情事理和设计考虑因数：
图9
电路事情事理：
图 9 所示的无桥 PFC 的电路事情事理与升压型转换器很相似。当 VAC > 0（或 Va– Vb > 0）时，主电流流过第一个升压转换器组件（L1、S1、D1、C1）和负载，然后经由 DR2 返回电源。当 VAC < 0（或 Va – Vb< 0），主电流流过第二个升压转换器组件（L2、S2、D2、C2）和负载，然后经由 DR1返回电源。回程二极管许可两个开关 S1 和S2 同时接通或关断，以保持升压转换器正常运作。
设计考虑成分：
标准的 TM-PFC 掌握器依赖电流检测和零电流侦测 (ZCD) 电路的感测结果作为驱动旗子暗记接通 / 关断的触发器。电流检测电路用于侦测电感器电流的峰值以关掉开关。ZCD 电路卖力侦测电感器电流的零电流点以接通开关。
这里的DR1和DR2为慢规复型回程二极管减轻了 EMI 问题。而且，同一个脉宽调制 (PWM) 旗子暗记可用于驱动两个MOSFET，这极大地降落了掌握的繁芜性和掌握器的本钱。
图10
电流检测：
如图 10 所示，建议利用电流变压器取代电流检测器来进行电流检测。采取电流变压器的电流检测电路中的二极管可确保能够检测到来自期望开关引线的峰值电流，并且最大限度地减少电流检测电路中的功率损耗。这种办法还使得磁环抱线更加大略。
图11
图 11示出了无桥 PFC 的电感器电流波形。请把稳，当一个电感器处理开关操作时，另一个电感器传导负电流。这是由于升压电感器的电感在 50/60 Hz 频率下是非常低的。以是，部分返回电流利过升压电感器（而不是回程二极管）流回到电源。
篇幅有限，以上就大略分享了无桥PFC实现办法，下面连续我的500W电源设计。
外壳找好了，淘宝上买的，三十几块钱，请看图：
下面是事理图：
安规电容的放电芯片为PI的CAP013DG，CAPZero-产品系列 X电容放电.pdf
两级磁环共模加X电容滤波，空间有限，以是共模电感采取内置差模电感的绕制办法，
APFC芯片为飞兆的FAN6982，
半桥LLC芯片为飞兆的FAN7621，
SR同步整流芯片为ST的SR2000A，
CC/CV掌握芯片为ST的TSM1014A,SOP-8封装，内置两个比较器和一个基准电压，en.CD00252755.pdf
所有MOS都加了一个驱动器，TI的UCC27531DVB,SOT23-6封装，峰值电流可达2.5A拉电流和5A灌电流，虽然500W的电源上用不到，但占空空间不大，留着备用，ucc2753X 规格书.pdf
APFC事理图
LLC 7621+SR SRK2000A+CC,CV事理图
赞助供电事理图
以上全部为高清无码大图，看不清可以点开查看，
下面为线路板：
下面给大家逐个剖析事理图中各个部分的浸染：
这里的U1是给安规电容放电用的，安规哀求断电1秒后，插头L、N之间不能带电，以是须要给安规电容放电。可以直接在安规电容两端并联电阻，但是正常事情时电阻上一贯有损耗，摧残浪费蹂躏了。这里的U1是PI的CAP013DG可以识别断电，正常事情时不导通，断电后自动导通给安规电容放电。
L2、L3为共模电感内置差模电感，实在便是一边多绕几圈，多的那几圈便是差模电感。此处须要高磁导率，以是选着锰锌铁氧体最得当。
DR1、DR2为回程二极管
这里是无桥PFC功率部分，请仔细看，这里的桥堆D2不是全桥整流的浸染。PFC启动之前D2内部两颗二极监工作给后面的大电解预充电，减小MOS和PFC电感的启动电流。正常事情时只有固定的两个二极管起回程浸染。
圆圈中的T1、T2、T3为检测峰值电流用的，个中T2、T3是检测电感储能时的峰值电流，T1是检测电感退磁的峰值电流，两者合并在R6产生一个负电压旗子暗记，送入芯片。
全体无桥PFC电路便是这样，U2、U3为MOS的驱动芯片，是德州仪器的UCC27531DBV，可供应2.5A的拉电流和5A的灌峰电流。
这是一个风扇温控电路，J1接的是一个风扇。NTC装在MOS附近，温度升高后阻值低落，Q3的栅极电压升高，则Q3的漏极电流增加，风扇电流就增加，转速随之提高。
这是半桥LLC电路，采取飞兆（飞兆已经被安森美收购）的FAN7621，调频加间歇工作模式，即重载和中载时通过调度频率，轻载时为间歇工作模式。
上管为自举电路供电，自举式电路具有大略和低本钱的优点，但是，它也有一些局限。占空比和导通韶光受限于自举电容CBOOT，刷新电荷所需韶光的限定。这个电路最大的难点在于：当开关器件关断时，其源极的负电压会使负载电流溘然流过续流二极管，该负电压会给栅极驱动电路的输出端造成麻烦，由于它直接影响驱动电路或PWM 掌握集成电路的源极VS 引脚，可能会明显地将某些内部电路下拉到地以下。其余一个问题是，该负电压的转换可能会使自举电容处于过压状态。自举电容C32，通过自举二极管D9，被电源VDD瞬间充电。由于VDD 电源以地作为基准，自举电容产生的最大电压即是VDD 加上源极上的负电压振幅。。。。。。 说到自举电路里面有很多讲究，我时常在学习，我这里有一份写得很好的文档，须要的朋友可以留下邮箱我发给大家，中文版的哦。
这里是同步整流部分，主控芯片为意法半导体的SRK2000A，其事理是检测MOS漏极-源极间的电压，当低于芯片设定的阀值时给对应MOS供应高电平打开。MOS内部是有体二极管的，就算掌握器不供应开通信号也不会出什么问题，便是效率低点，好的掌握器便是能及时打开MMOS提高效率、也能及时关闭防止直通。两路旗子暗记必须要互锁，即一个导通时另一个必须关闭，不然次级有短路可能（直通）。
SRK2000A的3、4脚为检测MOS漏极电压的，在主MOS（Q8、Q9）关闭时其漏极电压为2Vo，这两个脚内部有稳压二极管嵌位电压为36V，对付咱们现在设计的输出60V，漏极电压最高为260=120V，超标了。以是此处必须加入一个嵌位不然就要炸芯片了，Q6、Q7、D10、D11组成嵌位，且经由测试，这个嵌位不会对旗子暗记检测产生影响。嵌位电压=栅极电压-二极管压降，即13V-0.7V=12.3V
这里是反馈环路CC/CV掌握部分。采取意法半导体的TSM1014A做主控芯片。内置两个比较器和一个基准电压。
仔细看大家会创造这个电路输出电压实在不能调到真正0V，输出电压经分压电阻后与基准电压比较，最低也只能调到即是Vref，准备下一版改进这个问题，方法是叠加一个即是Vref的电压上去，或者是基准电压外置，通过调度Vref来改变输出电压。
这是给各个掌握器供电用的，由于输出电压可调且范围很大，以是不能从PFC电感或LLC变压器上取，必须要单独供电电路。 芯片采取德州仪器的UCC28740,反激架构，次级TL432加光耦反馈。实际测试次级4路中负载偏差太大时不可靠，下一版准备换成咱们海内美芯晟科技的MT7970原边反馈来做供电。
这里赤色圈中的电路起什么浸染呢？ 大家猜猜看哦！
下面开始晒元器件喽：
一大筐电子元器件，都是淘宝上购买的
下面开始一个一个上图：
贴片电阻、贴片电容 （都是一样平常封装1206、0805、0603）
4cm风扇，12VDC_580mA，风量该当够了
3296多圈可调电阻，用来调输出电压和电流的
20A 1KV桥堆，GBJ封装
APFC部分电解，APFC输出最大400V因此选着450V耐压。容量390uF/470uF，容量小点也没什么问题，便是文波大一点而已。
输出电解，选了560uF和680UF，PCB上3个位置，到时候根据实际情形选择
谐振电容，塑壳的是入口的，赤色的是普通630V CBB。实际实验普通CBB不可靠，还是塑壳的好用。
15A600V快规复二极管，上面袋子里面的是淘宝上买的拆机件，下面的是全新，一颗好几块钱不便宜呢。
10A船型开关，和16A慢规复保险丝。
锰锌铁氧体磁环，18107mm，次级整理部分CLC用的
锰锌铁氧体磁环，181010mm，做共模电感
铁硅铝磁环，做谐振电感
各个位置用什么材质什么磁导率的磁环，做电源的基本都很熟习了，这里不多说了，如果高手有创新的想法还请指教。
安规 电容，桥前滤波，安规电容上加了断电自动放电IC，以是容量大一点也没紧要，随意马虎过EMI，这里用到1uF和0.22uF
NTC，即负温度系数热敏电阻，装在MOS附近检测温度，为温控风扇核心部件
意法半导体SRK2000A，同步整流掌握器。买来一颗12元，真是杀猪
英飞凌TRF4019 MOS 17A 150V，同步整流用
APFC掌握器，FAN6982
叨教各位大师，哪些品牌的MOS内置有快规复二极管的？请推举几个20A旁边的，最好是海内的，由于国外的不好买。
我现在利用慢规复的MOS会涌现高下管瞬间直通的情形，如下图所示：
MOS型号为：英飞凌的COOLMOS IPW60R120P7，规复韶光如下图：
板子焊好贴好了，请看图：
小板，赞助供电：
APFC掌握器、半桥掌握器、CC/CV掌握器：
大板，紧张为同步整流掌握器和插件元器件，其余MOS驱动IC没有装，由于500W功率不大。
焊好板子了，请看下图：
为了测试波形，以是飞线比较多，MOS散热片零时找的几个姑息用一下。
中间那块线路板也装到了反面，方便修正元器件。谐振电感也焊到表面了。
APFC部分测试事情正常后就断开了（去掉MOS及VDD供电和大电解电容），先把后面的LLC、同步整流、CC/CV掌握器调试好。
空载上电测试，测试输出电压跳到50V，然后迅速低落至0，然后就没有输出。
根据这个征象该当是半桥掌握器（FAN7621）检测到过流保护了，FAN7621的CS脚检测非常保护了
这是简化图
查阅FAN7621规格书：
CS脚电压低于-0.6V后触发OCP，关断输出，待VCC降落至11.3V后重新启动；
因此检讨开机瞬间：CS电压、变压器原边峰值电流、下管G脚波形：
由于飞线特殊多、其余检测办法为半波检测，以是CS脚噪声特殊大。
由上面的测试波形可知：变压器原边峰值电流太大、CS脚电压太低、开机频率为150K（1/6.6uS=150K），变压器及采样电阻大小是我自己打算过的不会有问题，以是我判断由于软启动频率过低，导致软启动时变压器原边峰值电流太大，触发芯片保护。
办理方法：将软启动频率由150K提高到此芯片的最大值300K。修正下图中的Rss就行：
通过提高软启动频率，开机后空载事情正常，且可以通过CC/CV掌握电路中的可调电阻调度输出电压：2-50V（说好的输出0V-50V，为什么最低只有2V？由于CC/CV掌握器中的电压检测设计不到位导致，上面有说过，准备下一版本更正）
此时测试 下管电压、原边电流、下管栅极、空载2V输出、空载48V输出的波形如下：
从上图可以看出，空载时系统事情在间歇模式（即SKIP），与芯片规格书描述同等。
不过空载时输出电压纹波也太大了，不知道电解加大点会不会好些？有大师处理过类似情形没？辅导一下？
终于把电源做好了：
晚点再把散热片装一下，准备用2mm厚铝板，弯折90度，放在元器件顶上。
满载效率目前92%，觉得不满意，准备明年再优化一下。各个波形到到时候再分享出来，本日没韶光搞了。
