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开关电源设计常用公式
[发布时间]:2012年8月3日 [来源]:电子发烧友 [点击率]:3638
【导读】: MOSFET开关管工作的最大占空比Dmax: 式中:Vor为副边折射到原边的反射电压,当输入为AC 220V时反射电压为135V VminDC为整流后的最低直流电压 VDS为MOSFE...

      

MOSFET开关管工作的最大占空比Dmax:

   

式中:Vor为副边折射到原边的反射电压,当输入为AC 220V时反射电压为135V; VminDC为整流后的最低直流电压;    VDS为MOSFET功率管导通时D与S极间电压,一般取10V。

变压器原边绕组电流峰值IPK为:

式中:η为变压器的转换效率; Po为输出额定功率,单位为W。

变压器原边电感量LP:

式中:Ts为开关管的周期(s);LP单位为H。

变压器的气隙lg:

式中:Ae为磁芯的有效截面积(cm2); △B为磁芯工作磁感应强度变化值(T); Lp单位取H,IPK单位取A,lg单位为mm。

变压器磁芯

反激式变换器功率通常较小,一般选用铁氧体磁芯作为变压器磁芯,其功率容量AP为

   

式中:AQ为磁芯窗口面积,单位为cm2; Ae为磁芯的有效截面积,单位为cm2; Po是变压器的标称输出功率,单位为W; fs为开关管的开关频率; Bm为磁芯最大磁感应强度,单位为T; δ为线圈导线的电流密度,通常取200~300A/cm2,η是变压器的转换效率; Km为窗口填充系数,一般为0.2~0.4; KC为磁芯的填充系数,对于铁氧体为1.0。

根据求得的AP值选择余量稍大的磁芯,一般尽量选择窗口长宽之比较大的磁芯,这样磁芯的窗口有效使用系数较高,同时可以减少漏感。变压器原边匝数NP:

式中:△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T),Ae单位为cm2,Ts单位为s。

变压器副边匝数Ns:

式中:VD为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。

功率开关管的选择

开关管的最小电压应力UDS

 

一般选择DS间击穿电压应比式(9)计算值稍大的MOSFET功率管。

绕组电阻值R:

式中:MUT为平均每匝导线长度(cm); N为导线匝数;为20℃时导线每cm的电阻值(μΩ)。

绕组铜耗PCU为:

     

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