开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总.pdfVIP

开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总 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 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: 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 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 (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： 原、副边绕组电阻值可通过求绕组电阻值 R 的公 求出，当求原边绕组铜耗时，电流 用原边峰值电流IPK 来计算;求副边绕组铜耗时，电流用输出电流Io 来计算。 磁芯损耗 磁芯损耗取决于工作频率、工作磁感应强度、电路工作状态和所选用的磁芯材料的性能。 于双极性开关变压器，磁芯损耗PC： 式中：Pb 为在工作频率、工作磁感应强度下单位质量的磁芯损耗(W/kg); Gc 为磁芯质量 (Kg) 。 对于单极性开关变压器，由于磁芯工作于磁滞回线的半区，所以磁芯损耗约为双极性开 关变压器的一半。变压器总损耗为总铜耗与磁芯损耗之和。