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开关电源设计10个常用公式分享

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2019-04-04

1mosfet开关管工作的最大占空比dmax如上式:vor为副边折射到原边的反射电压,当输入为ac220v时反射电压为135v,vmindc为整流后的最低直流电压,vdsmosfet功率管导通时ds极间电压,一般取10v

2变压器原边绕组电流峰值ipk如上式:η为变压器的转换效率,po为输出额定功率,单位为w

3变压器原边电感量lp如上式:ts为开关管的周期(s),lp单位为h

4变压器的气隙lg如上式: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hipk单位取alg单位为mm


5变压器磁芯公式,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如下式:

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。

6变压器原边匝数np如上式:△b为磁芯工作磁感应强度变化值(t)ae单位为cm2ts单位为s

7变压器副边匝数ns如上式:vd为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。

8开关管的最小电压应力uds如上式:一般选择ds间击穿电压应比式(9)计算值稍大的mosfet功率管。

9绕组铜耗pcu如上式:原、副边绕组电阻值可通过求绕组电阻值r的公式求出,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。


10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。对于双极性开关变压器,磁芯损耗pc如下式:

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)。单极性开关变压器由于磁芯工作于磁滞回线的半区,其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。


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