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開關電源設計10個常用公式分享

開關電源設計10個常用公式分享

2019-04-04

1、MOSFET開關管工作的最大占空比Dmax如上式:Vor為副邊折射到原邊的反射電壓,當輸入為AC220V時反射電壓為135V,VminDC為整流后的最低直流電壓,VDSMOSFET功率管導通時DS極間電壓,一般取10V。

2、變壓器原邊繞組電流峰值IPK如上式:η為變壓器的轉換效率,Po為輸出額定功率,單位為W。

3、變壓器原邊電感量LP如上式:Ts為開關管的周期(s),LP單位為H。

4、變壓器的氣隙lg如上式:Ae為磁芯的有效截面積(cm2),△B為磁芯工作磁感應強度變化值(T),Lp單位取H,IPK單位取A,lg單位為mm。


5、變壓器磁芯公式,反激式變換器功率通常較小,一般選用鐵氧體磁芯作為變壓器磁芯,其功率容量AP如下式:

AQ為磁芯窗口面積,單位為cm2。Ae為磁芯的有效截面積,單位為cm2。Po是變壓器的標稱輸出功率,單位為W。fs為開關管的開關頻率,Bm為磁芯最大磁感應強度,單位為T。δ為線圈導線的電流密度,通常取200-300A/cm2。η是變壓器的轉換效率,Km為窗口填充系數,一般為0.2-0.4。KC為磁芯的填充系數,對于鐵氧體為1.0。根據求得的AP值選擇余量稍大的磁芯,一般盡量選擇窗口長寬之比較大的磁芯,這樣磁芯的窗口有效使用系數較高,同時可以減少漏感。

6、變壓器原邊匝數NP如上式:△B為磁芯工作磁感應強度變化值(T),Ae單位為cm2,Ts單位為s。

7、變壓器副邊匝數NS如上式:VD為變壓器二次側整流二極管導通的正向壓降。

8、開關管的最小電壓應力UDS如上式:一般選擇DS間擊穿電壓應比式(9)計算值稍大的MOSFET功率管。

9、繞組銅耗PCU如上式:原、副邊繞組電阻值可通過求繞組電阻值R的公式求出,當求原邊繞組銅耗時,電流用原邊峰值電流IPK來計算;求副邊繞組銅耗時,電流用輸出電流Io來計算。


10、磁芯損耗取決于工作頻率、工作磁感應強度、電路工作狀態和所選用的磁芯材料的性能。對于雙極性開關變壓器,磁芯損耗PC如下式:

Pb為在工作頻率、工作磁感應強度下單位質量的磁芯損耗(W/kg),Gc為磁芯質量(Kg)。單極性開關變壓器由于磁芯工作于磁滯回線的半區,其磁芯損耗約為雙極性開關變壓器的一半。變壓器總損耗為總銅耗與磁芯損耗之和。

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