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在现代电子设备中，开关电源因其高效率、小体积和良好的性能而被广泛应用。本文介绍了一款基于上海晶丰明源半导体股份有限公司的BPA8616D芯片的隔离式开关电源设计，该电源输出12V、0.7A，适用于多种应用场景，如家用电器辅助电源、电机驱动辅助电源、物联网设备等。
BPA8616D是一款集成了700V高压MOSFET的开关电源控制器，采用ON/OFF控制模式，具备低输出纹波、内置软启动功能、输入过欠压保护等特性。其电路设计主要包括输入整流滤波、开关变换、输出整流滤波和反馈控制四个部分。
输入整流滤波电路由保险丝F1、压敏电阻ROV1、X电容CX1和电解电容EC1组成，用于将交流输入电压转换为直流，并滤除输入电压中的高频噪声。开关变换部分由BPA8616D芯片和变压器T1构成，芯片通过控制MOSFET的开关频率和占空比，将直流输入电压转换为高频脉冲电压，再通过变压器T1进行隔离和降压。
输出整流滤波电路由肖特基二极管D4和电解电容EC3组成，将高频脉冲电压整流为稳定的直流输出电压。反馈控制电路由光耦、稳压管ZD1和电阻R9等元件组成，用于检测输出电压的变化，并将其反馈到BPA8616D芯片，以实现输出电压的稳定调节。
实物图展示了该电源的整体布局和元件分布。从实物图中可以看出，电路板采用单面板设计，元件布局紧凑合理，便于散热和维修。输入端和输出端分别通过引脚连接，方便与外部设备连接。
PCB设计是电源性能的重要保障。在本设计中，PCB采用CEM-1单面板，尺寸为77.8mm×30.2mm。在布局上，输入端和输出端尽量远离，以减少干扰。高频元件如变压器、MOSFET等尽量靠近电源芯片，以缩短走线长度，降低寄生参数的影响。同时，合理安排地线和电源线的布局，确保电源的稳定性和可靠性。
布线时，特别注意电源线和地线的宽度，确保足够的电流承载能力。对于高频信号线，采用短而直的走线方式，减少信号传输损耗和电磁干扰。在变压器和MOSFET等发热元件附近，适当增加散热孔，以提高散热效果。
变压器是隔离式开关电源的核心部件，其性能直接影响电源的效率和稳定性。在本设计中，变压器采用EE16骨架，磁芯为EC02025，材质为PC40或同等材质，有效面积Ae为40mm²。初级绕组感量Lp为1.5mH±7%，漏感量Llk小于30uH。
绕线方式如下：初级绕组N1从第10脚到第8脚，使用φ0.16×1P漆包线，绕120匝，密绕一层，PIN脚朝外；次级绕组N2从第2脚到第1脚，使用φ0.4×1P漆包线，绕16匝，密绕一层，PIN脚朝外。绕制完成后，使用胶带进行绝缘处理，并进行耐压测试，确保其安全性。
以下是该电源设计的主要元件清单：
在230VAC输入下，该电源的待机功耗为200mW，满足低功耗设计要求。
在不同输入电压和负载条件下，该电源的满载效率可达81%，表现出良好的转换效率。
在不同负载和输入电压条件下，输出电压的调整率均小于0.6%，说明该电源的输出电压稳定性良好。
在满载条件下，输出电压纹波小于112mV，满足低纹波设计要求。
在50%-100%和10%-90%的动态负载条件下，输出电压的峰-峰值分别为139mV和168mV，表现出良好的动态响应能力。
在不同环境温度下，关键元件的温升均在合理范围内，如BPA8616D芯片的温升为68.91℃，变压器绕组的温升为39.3℃，说明该电源的散热设计良好。
传导EMI测试结果表明，该电源满足CISPR22/EN55022 Class B标准，具有良好的电磁兼容性。浪涌测试、脉冲群测试和ESD测试均通过，说明该电源在恶劣环境下具有良好的抗干扰能力。
本文介绍的基于BPA8616D芯片的隔离式开关电源设计，通过合理的电路设计、PCB布局、变压器设计和元件选型，实现了高效率、低功耗、低纹波和良好动态响应的电源性能。同时，该电源还具有良好的散热性能和电磁兼容性，适用于多种应用场景，具有较高的实用价值和推广意义。