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老同志看到標(biāo)題就能猜到，我今天要講什么。
在我的技術(shù)棧里面，對(duì)于交流電接觸的實(shí)在不多，因此對(duì)于反激電源這個(gè)鬼東西，我一開始也是非常模糊的。
2014 年的時(shí)候，我來到了一家做平衡車的企業(yè)，承擔(dān)的任務(wù)是開發(fā)獨(dú)輪平衡車，彼時(shí)公司只有兩輪平衡車業(yè)務(wù)，那時(shí)候的兩輪平衡車還是個(gè)很大很貴的家伙，起步價(jià)都得三五萬，當(dāng)時(shí)獨(dú)輪車的可玩性更高，因此選擇了這個(gè)業(yè)務(wù)。
我是從無人機(jī)行業(yè)轉(zhuǎn)過來的，雖然都是控制電機(jī)，但是起步就遇到了一個(gè)最大的差異點(diǎn)。
無人機(jī)的供電電壓在當(dāng)時(shí)基本上是 3 串鋰電池，因?yàn)榻咏╇婋妷?12V ，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)比較友好，因此我接觸的降壓芯片還都是 18V 到 30V 這個(gè)級(jí)別。
在短交通這個(gè)領(lǐng)域，電壓一下就上升了一個(gè)等級(jí)，當(dāng)時(shí)還并不清楚高壓對(duì)于整車系統(tǒng)的重要性，畢竟大家都是一步一步學(xué)過來的，面對(duì)一個(gè) 16 串的鋰電池，我需要一個(gè)降壓電路把電壓降低到 12V，這是我面臨的第一個(gè)挑戰(zhàn)。
如果從現(xiàn)在看，這可能非?？尚?，因?yàn)閺?100V 降低到 12V 的 DCDC 芯片到處都是而且價(jià)格都拼到了 1 塊錢?？墒窃?2014 年的時(shí)候，這樣的方案并不多，如果不嫌貴就用 TI 的 外置 MOS 的 Controller，當(dāng)時(shí)兩輪產(chǎn)品上就是用的 TI 的方案，電源方案成本都竄到了 30 塊錢左右。
三四萬的東西肯定不在意這 30 來塊錢，可是三四千的東西就不能忽視這 30 塊錢了，當(dāng)然再后來我開始做三四百的東西的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，3 塊錢簡(jiǎn)直太奢侈了。
說回來，我要開發(fā)的是一個(gè)獨(dú)輪車的控制器，當(dāng)時(shí)獨(dú)輪車的售價(jià)還在 3000 元左右，但是控制器的整體成本需要控制在 200 以內(nèi)，這促使我不得不考慮選用更便宜的降壓方案。
我研究了市面上的獨(dú)輪車控制器，這才找到答案，它們普遍采用的降壓方案是一種含有變壓器的電路，起初我還以為它是充電器所用的。
上圖是我當(dāng)時(shí)從 legway的獨(dú)輪車中拆出來的控制器，可以看到他的電源部分使用了一個(gè)變壓器，就是那坨黃色的東西。
我找這張照片花了很長(zhǎng)時(shí)間，現(xiàn)在打眼一看就能看出很多問題來，
首先，板子看似是兩塊板組合起來的，很明顯，這個(gè)團(tuán)隊(duì)做電機(jī)控制器的人也不懂高壓降壓電源這一塊，因此板子下面的半個(gè)是另一個(gè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)的。
其次，板子的藍(lán)牙模塊居然使用了一個(gè)單片機(jī)作為橋接，說明做電機(jī)控制器的人也不想做藍(lán)牙這一部分，如果你仔細(xì)看，板子中有兩個(gè)蜂鳴器，其中一個(gè)沒有焊接。
再次，我猜測(cè)整個(gè)板子都不是 legway自己開發(fā)的，他是找了兩個(gè)團(tuán)隊(duì)，一個(gè)負(fù)責(zé)電機(jī)控制器，一個(gè)負(fù)責(zé)解決電源和藍(lán)牙通信的部分，然后組裝出來這么一臺(tái)車。
既然有了參照，咱就照貓畫虎的借鑒一下吧。
主控芯片是一個(gè)TOP414GN，從數(shù)據(jù)手冊(cè)可以看到它的一些參數(shù)和應(yīng)用框圖。
從右側(cè)的選型列表可以看出，這個(gè)芯片系列支持多種電壓輸入和功率，我印象中選擇的是 72 VDC ?18W 的這一款。
以下是規(guī)格書中的實(shí)際參考電路。
粗略的看一下他的原理，其實(shí)并不復(fù)雜，它跟我們平時(shí)使用的 DCDC 差不多，都是通過開關(guān)管來控制電感的儲(chǔ)能，當(dāng)然這里的電感變成了變壓器的初級(jí)線圈。
輸出電壓的控制則通過一個(gè)反饋回路，不同的是，通用 DCDC 的反饋直接進(jìn)入了IC 的 FB 引腳，而對(duì)于 TOP414 這樣的芯片，則是通過一級(jí)光耦隔離，再反饋給芯片的控制端。
為了隔離，圖中光耦的輸出部分因?yàn)榻尤肓丝刂破鞫耍虼怂残枰跫?jí)線圈，或者獨(dú)立的線圈來供電，所以我們看到圖中是單獨(dú)的繞了一個(gè)線圈給光耦提供電源。
感覺它的大部分電路相對(duì)于 DCDC 來說就是脫了褲子放屁，多此一舉。
但是，本質(zhì)上這個(gè)芯片是為了隔離而設(shè)計(jì)的，所以它選擇了變壓器和光耦做隔離，因此整個(gè)電路看起來比低壓的 DCDC 更復(fù)雜。
那么，我的電路需不需要隔離呢？
其實(shí)不需要，只不過當(dāng)時(shí)高壓輸入的降壓芯片太他么貴了，而對(duì)于隔離功能的小 Controller 在適配器市場(chǎng)已經(jīng)經(jīng)過了充分的競(jìng)爭(zhēng)，因此成本相對(duì)低一些。
這個(gè)電路中元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)選型并不是什么難點(diǎn)，以下是我設(shè)計(jì)的精簡(jiǎn)一些的電路。
真正的難點(diǎn)在于變壓器的設(shè)計(jì)，一個(gè)是計(jì)算初次級(jí)線圈的匝數(shù)，另一個(gè)是選擇什么樣的磁芯，浸什么樣的膠水等等。我當(dāng)時(shí)完全不懂，我選擇了最快的解決方案，直接淘寶上找了個(gè)賣方案的，給了他兩百塊錢，讓他給我計(jì)算好了變壓器的參數(shù)，然后我又找了老家里做變壓器的朋友給繞了幾個(gè)。
第一版電路就這樣組建起來了，電源部分其實(shí)看起來是一模一樣的，藍(lán)牙部分我沒有使用單片機(jī)轉(zhuǎn)接，畢竟只是一個(gè)簡(jiǎn)單的 AT 指令而已（后來藍(lán)牙模塊不夠便宜，于是又自己開發(fā)了藍(lán)牙模塊）。
這一次讓我認(rèn)識(shí)的到了一個(gè)問題，任何人都不是全能的，如果說學(xué)習(xí)，可以認(rèn)同多學(xué)一點(diǎn)無害出，但是從整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)上來講，我們應(yīng)該權(quán)衡一下，哪些是我們擅長(zhǎng)的，哪些使我們的盲區(qū)，選擇哪些擅長(zhǎng)的，外包那些盲區(qū)的，項(xiàng)目一定會(huì)事半功倍。
就比如上面 legway那個(gè)板子，即便他們沒有算法能力，沒有電源能力，依然可以造出出色的產(chǎn)品。
當(dāng)時(shí)我們也想過直接從 legway 采購(gòu)控制器來組裝產(chǎn)品，可惜價(jià)格沒談攏，劉總給的價(jià)格太高了，要 300 多塊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們對(duì)成本的要求，且當(dāng)時(shí)他們的團(tuán)隊(duì)內(nèi)部出現(xiàn)了一些問題，也就打消了外購(gòu)控制器的念頭。
不過還是感謝 legway ，它還讓我第一次接觸到了 WS2812 的彩色 LED，在這之后，我的產(chǎn)品上幾乎從來沒有離開過這么好玩的燈帶。
全文完
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