开关电源拓扑计算公式

开关电源拓扑计算公式

01Buck变换器的功率器件设计公式

(1)Buck 变换器的电路图:

(2)Buck 变换器的主要稳态规格:

(3)功率器件的稳态应力:

有源开关S:

无源开关D:

上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、(电流)应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结(电容)、反向

恢复、结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。

02Boost 变换器的功率器件设计公式

(1)Boost 变换器的电路图:

(2)Boost 变换器的主要稳态规格:

(3)功率器件的稳态应力:

有源开关S:

无源开关D:

上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它

与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结电容、反向恢复、结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。

03Buckboost 变换器设计公式

(1)Buckboost 变换器的电路图:

(2)Buckboost 变换器的主要稳态规格:

(3)功率器件的稳态应力:

有源开关S:

无源开关D:

上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结电容、反向恢复、

结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。

04三绕组去磁正激变换器的功率器件设计公式

(1)三绕组去磁正激变换器的电路图:

(2)三绕组去磁正激变换器的主要稳态规格:

(3)功率器件的稳态应力:

有源开关S:

无源开关D1,D2:

上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结电容、反向恢复、结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。

05(二极管)去磁双正激变换器的功率器件设计公式

(1)二极管去磁双正激变换器的电路图:

(2)二极管去磁双正激变换器的主要稳态规格:

(3)功率器件的稳态应力:

有源开关S1,S2:

无源开关D1,D2:

上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结电容、反向恢复、结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。

06谐准去磁正激变换器的功率器件设计公式

(1)谐准去磁正激变换器的电路图:

(2)谐准去磁正激变换器的主要稳态规格:

(3)功率器件的稳态应力:

有源开关S:

无源开关D1,D2:

上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结电容、反向恢复、结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。

07有源去磁正激变换器的功率器件设计公式

(1)有源去磁正激变换器的电路图:(2)有源去磁正激变换器的主要稳态规格:

(3)功率器件的稳态应力:

有源开关S:

无源开关D1,D2:

上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结电容、反向恢复、结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。

08对称驱动半桥变换器的功率器件设计公式

(1)对称驱动半桥变换器的电路图:

(2)对称驱动半桥变换器的主要稳态规格:

(3)功率器件的稳态应力:

有源开关S1,S2:

无源开关D1,D2:

上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结电容、反向恢复、结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。

09对称驱动全桥变换器的功率器件设计公式

(1)对称驱动全桥变换器的电路图:

(2)对称驱动全桥变换器的主要稳态规格:

(3)功率器件的稳态应力:

有源开关S1(S3),S2(S4):

无源开关D1,D2:

上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结电容、反向恢复、结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。

10对称驱动推挽变换器的功率器件设计公式

(1)对称驱动推挽变换器的电路图:

(2)对称驱动推挽变换器的主要稳态规格:

(3)功率器件的稳态应力:

有源开关S1,S2:

无源开关D1,D2:

上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结电容、反向恢复、结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。

11对称驱动推挽正激变换器的功率器件设计公式

(1)对称驱动推挽正激变换器的电路图:

开关电源拓扑计算公式

开关电源拓扑计算公式 01Buck变换器的功率器件设计公式 (1)Buck 变换器的电路图: (2)Buck 变换器的主要稳态规格: (3)功率器件的稳态应力:

有源开关S: 无源开关D: 上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、(电流)应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结(电容)、反向

恢复、结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。 02Boost 变换器的功率器件设计公式 (1)Boost 变换器的电路图: (2)Boost 变换器的主要稳态规格: (3)功率器件的稳态应力: 有源开关S:

无源开关D: 上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它

与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结电容、反向恢复、结到壳的热阻等密切相关,是功率器件热设计的内容。 03Buckboost 变换器设计公式 (1)Buckboost 变换器的电路图: (2)Buckboost 变换器的主要稳态规格: (3)功率器件的稳态应力: 有源开关S:

无源开关D: 上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个合适的余量(保证最坏情况下的电压峰值不超过此值),电流耐量则得按器件的结温降额要求决定、它与外部散热条件和器件的通态电阻、通态压降、结电容、反向恢复、

开关电源学习笔记(含推导公式)

《开关电源》笔记 三种基础拓扑(buck boostbuck-boost )的电路基础: 1,电感的电压公式V L dI =L I ,推出 I =V × T/L dt T 2,sw 闭合时,电感通电电压 VON ,闭合时间tONsw 关断时,电感电压 VOFF ,关断时间 tOFF 3,功率变换器稳定工作的条件: ION = I OFF 即,电感在导通和关断时, 其电流变化相等。 那么由 1,2的公式可知,V ON =L × ION/ tON ,VOFF =L ×ΔIOFF/ tOFF ,则稳定 条件为伏秒定律:V ON ×t ON =V OFF ×t OFF 4,周期T ,频率f ,T =1/f ,占空比D =tON/T =tON/(tON +tOFF )→tON =D/f =TD →t OFF =(1-D )/f 电流纹波率r P5152 r =I/IL =2IAC/IDC 对应最大负载电流值和最恶劣输入电压 值 I =Et/L μH Et =V × T (时间为微秒)为伏微秒数, L μH 为微亨电感,单位便于计算 r =Et/(IL ×L μH )→IL ×L μH =Et/r →L μH =Et/(r*IL )都是由电感的电压公式推导出来 r 选值一般 0.4比较合适,具体 见 P53 电流纹波率r = I/IL = 2IAC/IDC 在临界导通模式下,IAC =IDC ,此时r =2 见P51 r =I/IL =VON ×D/LfI L =V O FF×(1-D )/LfI L →L =V ON ×D/rfI L 电感量公式:L =V O FF×(1-D )/rfI L =V ON ×D/rfI L 设置r 应注意几个方 面: A,I PK =(1+r/2)×IL ≤开关管的最小电流,此时 r 的值小于0.4 ,造成电感体积很大。 B,保证负载电流下降时,工作在连续导通方 式 P24-26, 最大负载电流 时 r ’= I/ILMAX,当r =2时进入临界导通模式,此时 r = I/Ix =2→ 负载电流I x =(r ’/2)I LMAX 时,进入临界导通模式 ,例如:最大负载电流 3A ,r ’=0.4,则负 载电流为(0.4/2)×3=0.6A 时,进入临界导通模 式 避免进入临界导通模式的方法有 1,减小负载电流 2,减小电感(会减小 I ,则减小r )3, 增加输入电压 P63 电感的能量处理能力1/2×L ×I 2 电感的能量处理能力用峰值电流计算 1/2×L ×I 2 PK ,避免磁饱和。 确定几个值:r 要考虑最小负载时的 r 值负载电流ILIPK 输入电压范围VIN 输 出电压VO 最终确认L 的值 基本磁学原理:P71――以后花时间慢慢看《电磁场与电磁波》用于 EMC 和变压器 H 场:也称磁场强度,场强,磁化力,叠加场等。单位A/m Wb/m 2 B 场:磁通密度或磁感应。单位是特斯拉 ( T )或韦伯每平方米 恒定电流I 的导线,每一线元dl 在点p 所产生的磁通密度为 dB =k ×I ×dl ×aR/R 2 dB 为磁通密度,dl 为电流方向的导线线元,aR 为由dl 指向点p 的单位矢量,距离矢量

开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总

开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总在开关电源设计中,有几个常用的计算公式可以帮助工程师进行准确的设计,以下是几个常用的计算公式的汇总: 1.电容选择计算公式: 开关电源中的电容主要用于滤波和储能,电容的选择需要考虑到输出的纹波电压、负载变化和效率等因素。常见的电容选择公式如下:C=(ΔV×I)/(f×δV) 其中,C是所需的电容容值,ΔV是允许的输出纹波电压,I是负载电流,f是开关频率,δV是峰值纹波电压。 2.电感选择计算公式: 电感主要用于存储能量和滤波,选择适当的电感能够提高开关电源的效率。电感选择的计算公式如下: L = ((Vin - Vout) × D × τ) / (Vout × Iout) 其中,L是所需的电感值,Vin是输入电压,Vout是输出电压,D是占空比,τ是瞬态时间,Iout是负载电流。 3.开关频率计算公式: 开关频率是开关电源设计中重要的参数,可以影响到效率、尺寸和成本等因素。开关频率的计算公式如下: f = (Vin - Vout) / (Vout × L × Iout)

其中,f是所需的开关频率,Vin是输入电压,Vout是输出电压,L 是选择的电感值,Iout是负载电流。 4.整流二极管选择计算公式: 整流二极管用于将开关电源的交流输出转换为直流输出,选择适当的 整流二极管可以减少功耗和散热。整流二极管选择的计算公式如下:Iavg = (Iout × η) / (1 - η) 其中,Iavg是整流二极管的平均电流,Iout是负载电流,η是开关 电源的效率。 5.功率开关管选择计算公式: 功率开关管主要用于开关转换和功率调节,选择适当的功率开关管可 以提高效率和可靠性。功率开关管选择的计算公式如下: Pd = (Vin - Vout) × Iout / η - Vout × Iout 其中,Pd是功率开关管的功耗,Vin是输入电压,Vout是输出电压,Iout是负载电流,η是开关电源的效率。 6.电流采样电阻计算公式: 电流采样电阻用于测量负载电流,选择适当的电流采样电阻可以准确 测量电流。电流采样电阻的计算公式如下: Rs = Vout_bias / (Iout × N) 其中,Rs是电流采样电阻的阻值,Vout_bias是输出电压偏置,Iout 是负载电流,N是比例系数。

开关电源三大基础拓扑

开关电源三大基础拓扑

开关电源三大基础拓扑为:Buck、Boost、Buck-Boost,大部分开关电源都是采用这几种基础拓扑或者其对应的隔离方式。 拓扑的分类取决于电感的连接方式。当我们在电路中设置合适的参考地后,可以得到三个端子:输入端、输出端、地。 若电感一端与地相连,得到buck-boost电路;若与输入端相连,得到boost电路;若与输出端相连,得到buck电路。 三种电路拓扑的小结 Buck电路:占空比D≈VO/VIN ,输出电流IO=电感电流IL,电感电流IL额定值≥1.2IL,正输入负输出/负输入正输出; Boost电路:占空比D≈(VO-VIN)/VO,输出电流IO=电感电流IL(1-D),电感电流IL额定值≥1.2IL,提高输入的值,不改变输入极性; Buck-boost电路:占空比D≈VO/(VO+VIN),输出电流IO=电感电流IL(1-D),电感电流IL额定值≥1.2IL,降低输入的值,不改变输入极性。 各类拓扑下的器件选用 一、电感的设计 对buck拓扑,一般在输入电压最大值Vimax(即占空比最小值Dmin)下设计电感。将电流纹波率r设置为0.3~0.4。对buck-boost、boost拓扑,一般在输入电压最小值Vimin(即占空比最大值Dmax)下设计电感。将电流纹波率r设置为0.3~0.4。 二、二极管的选用

1、所选二极管的额定电流至少等于最恶劣平均电流的两倍。 对buck拓扑,ID≥2I0(1-Dmin); 对buck-boost、boost拓扑, ID≥2I0。 2、所选二极管的额定电压至少比最恶劣二极管电压大20%。 对buck拓扑,VD≥1.2Vimax; 对boost拓扑,VD≥1.2Vo , Vo为输出电压; 对buck-boost拓扑,VD≥1.2(Vimax+ Vo)。 三、开关管的选用 1、由P=UI,得开关管有效电流值输入电压最小值Vimin(即占空比最大值Dmax)处最大。 2、所选开关管的额定电流至少等于开关管有效电流值的两倍。 IRMS-SW2=IL-Dmax2×Dmax×(1+rDmax2/12), IRMS-SW为开关管有效电流,IL-Dmax为占空比最大时电感的平均电流值,rDmax为占空比最大时电流纹波率。 3、所选开关管的额定电压至少比最恶劣开关管电压大20%。 对buck拓扑,VD≥1.2Vimax; 对boost拓扑,VD≥1.2Vo , Vo为输出电压; 对buck-boost拓扑,VD≥1.2(Vimax+ Vo)。 buck-boost变换器的浅析 最早的buck-boost电路由电源、机械开关、电感、二极管、电容及负载构成。 机械开关的导通与关闭使得电感电流I的曲线由上升、下降交替

最全开关电源相关计算

最全开关电源相关计算 开关电源是一种将不稳定的电压转换成稳定的输出电压的电源装置。它采用了开关管(通常是MOS管)的开关动作,通过时序控制产生一个高速的开关电压,然后通过电感和电容进行滤波以得到稳定的输出电压。开关电源的效率高、体积小、重量轻且可靠性强,因此在现代电子设备中得到广泛应用。 在设计和计算开关电源时,一般需要考虑以下几个方面: 1.输入功率计算: 输入功率(Pin)是指从交流电源输入到开关电源的实际功率,可以通过以下公式计算: Pin = Vac × Iac × Power Factor 其中,Vac是交流电源的电压值,Iac是交流电源的电流值,Power Factor是功率因素。 2.输出功率计算: 输出功率(Pout)是指开关电源输出的电功率,可以通过以下公式计算: Pout = Vout × Iout 其中,Vout是开关电源的输出电压值,Iout是开关电源的输出电流值。 3.开关电源的效率计算:

效率(η)是指开关电源输出功率与输入功率之间的比率,可以通过 以下公式计算: η = Pout / Pin × 100% 4.输出电压波动计算: 输出电压波动(Vripple)是指开关电源输出电压的纹波(波动), 可以通过以下公式计算: Vripple = (ΔI × DT) / (2 × C) 其中,ΔI是输出电流的波动值,DT是开关频率下通导时间的百分比,C是输出电容值。 5.电感电流峰值计算: 电感电流峰值(Ipeak)是指开关电源输出电感上的最大电流值,可 以通过以下公式计算: Ipeak = Iout + (ΔI / 2) 其中,Iout是开关电源的输出电流值,ΔI是输出电流的波动值。 6.输出电容计算: 输出电容(Cout)是为了减小输出电压波动而加入的电容,可以通过 以下公式计算: Co ut = (ΔI × DT) / (2 × Vripple) 其中,ΔI是输出电流的波动值,DT是开关频率下通导时间的百分比,Vripple是允许的输出电压波动值。

开关电源设计计算公式

开关电源设计计算公式 开关电源是一种能将交流电转换为直流电的电源,其特点是高效率、体积小、功率密度高。开关电源的设计可分为两个部分:功率部分和控制部分。功率部分主要包括输入滤波电路、整流电路、滤波电路和开关变换电路等;控制部分主要包括PWM控制电路和反馈控制电路等。下面将详细介绍开关电源设计的计算公式。 1.输入电压计算公式: 开关电源的输入电压可以由交流电源转换得到。常用的交流电压为220V或110V。对于220V交流电压来说,经过整流和滤波后,得到的平均电压为: Vavg = Vpk / π 其中,Vavg为平均电压,Vpk为峰值电压。 2.输出电压计算公式: 开关电源的输出电压取决于开关变换电路的设计。常见的开关变换电路包括降压变换、升压变换和变换。 a.降压变换电路: 降压变换电路是将输入电压通过变压器降低得到所需的输出电压。降压变换电路的输出电压计算公式为: Vo = Vin * (D / (1-D)) 其中,Vo为输出电压,Vin为输入电压,D为占空比。 b.升压变换电路:

升压变换电路是将输入电压通过变压器升高得到所需的输出电压。升压变换电路的输出电压计算公式为: Vo = (Vin / (1-D)) * D 其中,Vo为输出电压,Vin为输入电压,D为占空比。 c.变换电路: 变换电路是将输入电压通过变压器升高或降低得到所需的输出电压。变换电路的输出电压计算公式为: Vo = (Vin / (1-D1)) * D1 * (1-D2) 其中,Vo为输出电压,Vin为输入电压,D1和D2为占空比。 3.电流计算公式: 开关电源的电流计算包括输入电流和输出电流。 a.输入电流计算公式: 输入电流计算公式为: Iin = Pout / (η * Vin) 其中,Iin为输入电流,Pout为输出功率,η为开关电源的效率,Vin为输入电压。 b.输出电流计算公式: 输出电流计算公式为: Iout = Pout / Vo 其中,Iout为输出电流,Pout为输出功率,Vo为输出电压。

开关电源设计常用公式

开关电源设计常用公式 开关电源是一种将原始交流电转换为恒定直流电的电源,因其高效率 和小体积常被广泛应用于电子设备中。在开关电源设计中,有一系列的常 用公式可以帮助工程师进行计算和设计。本文将介绍一些常用的开关电源 设计公式。 1.输入电源和输出电源的电压关系: 输出电压(Vout)等于输入电压(Vin)乘以变压器变比(n)(同步 整流电路)或者(n+1)(非同步整流电路): Vout = n * Vin(同步整流) Vout = (n+1) * Vin(非同步整流) 2.输入电源和输出电源的电流关系: 输出电流(Iout)等于输入电流(Iin)乘以变压器变比的倒数(n):Iout = Iin / n 3.输入电源和输出电源的功率关系: 输入功率(Pin)等于输出功率(Pout)乘以开关电源的效率(η):Pin = Pout / η 4.输入和输出功率的计算公式: 输入功率(Pin)等于输入电压(Vin)乘以输入电流(Iin): Pin = Vin * Iin 输出功率(Pout)等于输出电压(Vout)乘以输出电流(Iout):

Pout = Vout * Iout 5.输出电流和输出电压之间的关系: 输出电流(Iout)等于输出功率(Pout)除以输出电压(Vout): Iout = Pout / Vout 6.开关管的占空比与输出电压之间的关系: 占空比(D)等于(Vout - Vin)/ Vout: D = (Vout - Vin) / Vout 7.输出电压和开关管导通时间的关系: 输出电压(Vout)等于开关管导通时间(Ton)除以开关周期时间(T)乘以输入电压(Vin): Vout = Vin * Ton / T 8.输出电压和输出电感电流的关系: 输出电感电流(Iout,L)等于输出电压(Vout)的变化速率乘以输 出电感的电感值(L): Iout,L = dVout / dt * L 9.输出电压和输出电感电流的关系: 输出电感的电感值(L)等于输出电感的能量(E)除以输出电压(Vout)的二次方: L = E / (Vout^2)

开关电源容量计算公式

开关电源容量计算公式 开关电源是一种常见的电源供应器件,其容量计算可以通过以下公式进行: P_out = η * Ρ_in 其中 P_out 是开关电源的输出功率,单位为瓦特(W); η是开关电源的效率,表示输入功率与输出功率之间的比率; P_in 是开关电源的输入功率,单位也为瓦特(W)。 一般来说,开关电源的容量与其输出功率成正比,因此容量计算的关键是确定输出功率。 常用的电流、电压和功率之间的关系可以通过以下公式表示: P=I*V 其中 P是功率,单位为瓦特(W); I是电流,单位为安培(A); V是电压,单位为伏特(V)。 根据这个公式,我们可以得出: V_out * I_out = η * V_in * I_in 其中

V_out 是开关电源的输出电压,单位为伏特(V); I_out 是开关电源的输出电流,单位为安培(A); V_in 是开关电源的输入电压,单位为伏特(V); I_in 是开关电源的输入电流,单位为安培(A)。 根据这个公式,我们可以推导出开关电源的输出功率公式: P_out = η * P_in 其中 P_out 是开关电源的输出功率,单位为瓦特(W); P_in 是开关电源的输入功率,单位也为瓦特(W)。 根据实际的电源输入情况,可以计算出输入功率 P_in,然后乘以效率η,即可确定开关电源的容量 P_out。 需要注意的是,在计算开关电源容量时,还需要考虑到负载功率的因素。负载功率是指电源供应的设备或电路所需的功率。如果负载功率超过了开关电源的容量,可能会导致电源的过载或失效。 综上所述,开关电源容量的计算公式为: P_out = η * P_in 通过确定输入功率 P_in 和效率η,可以计算出开关电源的容量 P_out。但要注意负载功率的影响,确保电源容量能够满足负载需求。

超详细的反激式开关电源电路图讲解

超详细的反激式开关电源电路图讲解 反激式开关电源电路图讲解 一,先分类 开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下: 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求) 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 2000W以上全桥 二,重点 在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。 优点:成本低,外围元件少,低耗能,适用于宽电压范围输入,可多组输出. 缺点:输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善) 今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。给大家讲解如何读懂反激开关电源电路 图! 三,画框图 一般来说,总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。开关电源的电路包括以下几个主要组成部分,如图 1 图1,反激开关电源框图 四,原理图 图2是反激式开关电源的原理图,就是在图1框图的基础上,对各个部分进行详细的设计,当然,这些设计都 是按照一定步骤进行的。下面会根据这个原理图进行各个部分的

设计说明。 图2 典型反激开关电源原理图 五,保险管 图3 保险管 先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。 作用:安全防护。在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。 技术参数:额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。 分类:快断、慢断、常规 计算公式:其中:Po:输出功率 η效率:(设计的评估值) Vinmin :最小的输入电压 2:为经验值,在实际应用中,保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。 0.98: PF值 六,NTC和MOV NTC 热敏电阻的位置如图4。 图4 NTC热敏电阻 图4中的RT为NTC,电阻值随温度升高而降低,抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。 图4中RV为MOV压敏电阻,压敏电阻是一种限压型保护器件,过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉 冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等 七,XY电容 图5 X和Y电容如图X电容,Y电容。根据IEC 60384-14,安规电容器分为X电容及Y电容:1. X电容是指跨与L-N之间的电容器, 2. Y电容是指跨与L-G/N-G之间的电容器。 X电容没有具体的计算公式,经验:若电路采用两级,则前级选择0.47uF,后级采用0.1uF电容。若为单级, 则选择0.47uF电容。(电容的容量大小跟电源功率没有直接关系)

超详细的反激式开关电源电路图讲解

反激式开关电源电路图讲解 一,先分类 开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下: 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求) 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 2000W以上全桥 二,重点 在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。 优点:成本低,外围元件少,低耗能,适用于宽电压范围输入,可多组输出. 缺点:输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善) 今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图! 三,画框图 一般来说,总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。开关电源的电路包括以下几个主要组成部分,如图1

图1,反激开关电源框图 四,原理图 图2是反激式开关电源的原理图,就是在图1框图的基础上,对各个部分进行详细的设计,当然,这些设计都是按照一定步骤进行的。下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。 图2 典型反激开关电源原理图

五,保险管 图3 保险管 先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。 作用:安全防护。在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。 技术参数:额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。 分类:快断、慢断、常规 计算公式:其中:Po:输出功率 η效率:(设计的评估值) Vinmin :最小的输入电压 2:为经验值,在实际应用中,保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。 0.98: PF值 六,NTC和MOV NTC 热敏电阻的位置如图4。 图4 NTC热敏电阻

开关电源变压器设计工具详细计算

开关电源变压器设计工具详细计算 1. 输入电流计算:首先确定输入电流的最大值,这通常是由开关电 源的负载电流和功率因素决定的。输入电流的计算公式为 Iin = Pout / (Vin * ηin),其中Pout是输出功率,Vin是输入电压,ηin是输入效率。 2. 确定变压器的变比:根据所需的输出电压和输入电压,可以计算 出变压器的变比。变比的计算公式为 N = Vout / Vin,其中N是变比,Vout是输出电压,Vin是输入电压。 3. 计算变压器的绕组匝数:变压器的绕组匝数可以通过变比来确定。输出绕组的匝数Nout = N * Nin,其中Nout是输出绕组的匝数,Nin是 输入绕组的匝数。 4. 计算铜线的截面积:根据所需的输出功率和电流密度,可以计算 出变压器的铜线所需的截面积。铜线截面积的计算公式为 A = (Iout * L) / (K * J),其中A是铜线截面积,Iout是输出电流,L是电线长度,K 是电线布局系数,J是电流密度。 5. 计算变压器的功率损耗:根据变压器的转换效率和输入功率,可 以计算出变压器的功率损耗。功率损耗的计算公式为 Pin - Pout = Pcore + Pwind + Pcu,其中Pin是输入功率,Pout是输出功率,Pcore 是铁芯损耗,Pwind是绕组损耗,Pcu是铜损耗。 6.确定变压器的核心尺寸:根据变压器的功率和频率,可以根据经验 公式计算出合适的铁芯尺寸。核心尺寸的计算公式为V=4.44*H*B*T*f, 其中V是变压器的体积,H是有效磁路长,B是磁感应强度,T是铁芯厚度,f是频率。

以上是开关电源变压器设计的一些关键计算步骤,通过这些计算可以 得到一个合适的变压器设计方案。值得注意的是,这只是一个简单的概述,实际的变压器设计过程中,还需要考虑许多其他因素,如变压器的绝缘结构、散热设计等,以确保变压器的可靠性和性能。

开关电源容量计算公式

开关电源容量计算公式 ⼀。蓄电池组总容量计算(按近期配置) Q≥KIT、{η[1+α(t-25)]} Q:蓄电池总容量(AH); K:安全系数,取1、25; I:负荷电流(A); T:放电⼀时数(H),⼀般市区取3⼀时,郊区取6⼀时; η:放电容量系数,1⼀时0。45,2⼀时0。61,3⼀时0。75,4⼀时0。79,6⼀时0。88,8⼀时0。94,10⼀时1、00; t:电池所在地最低环境温度值,有采暖设备+15℃,⼀采暖设备+5℃; α:电池温度系数(1、℃),放电时间>10⼀时,α=0。006,10≥放电时间≥1⼀时,α=0。008,放电时间<1⼀时,α=0。01;例:⼀个郊区基站,负荷电流为50A,有采暖设备,请整定蓄电池容量。 Q’=1、25506、{0。88[1+0。008(15-25)]}=463AH 取Q=600AH,蓄电池配置300AH共2组。 ⼀。开关电源容量计算(机架容量按远期配置,模块安近期配置) 1、计算蓄电池充电电流 I蓄=Q、(0。84T) Q为蓄电池容量,T为充电时间,⼀般取10⼀时。

2、计算开关电源电流 I=I蓄+I负荷 3、按N+1配置 例:⼀个郊区基站,负荷电流为60A,蓄电池为500AH2组,请整定开关电源电流。 I蓄=Q、(0。84T)=5002、(0。8410)=119A I=119+60=179A 若开关电源机架为200A,模块为20A,则满配。 若开关电源机架为300A,模块为30A,则配置7个模块。 若开关电源机架为300A,模块为50A,则配置5个模块。 三。通信⼀交流负荷计算 1、计算浮充功率 P浮=2、2024I P浮为浮充功率,I为通信⼀直流负荷。 2、计算充电功率 P充=2、3524Q、8。4 P充为充电功率,Q为蓄电池容量。 3、计算交流功率 P=(P浮+P充)、η

开关电源设计计算公式

1、 由于前面计算变压器可知: Np=82T 3 Ns=13 T 3 2、 在输入电压为264Vac 时,反射到次级电压为: Vmax=264Vac* 2 =373 V DC V SR = N S * Vmax = 13 *373=59.5 V N P 82 3、设次级感量引起的电压为:(VR :初级漏感引起的电压) 4、计算肖特基的耐压值: V PP 二 V SR + V RR + V 0=59.5+14.5+12=86 V 5、计算出输出峰值电流: 21 2*1 V SPK = ^^= 2 1 =3.8A 1 D 1 0.474 6、由计算变压器可知: I rms =1.59A 故选择3A/100V 的肖特基满足设计要求。(因3A 的有效值为3.9A ) DC N r* 5 =存9°=14.5 V DC DC

1、 由于前面计算变压器可知: Np=82T 3 Ns=13 T 3 2、 输入电压最大值为264Vac ,故经过桥式整流后,得到: Vmax=264Vac* 2 =373 V DC 3、 次级反射到初级的电压为: V PR =N S * V O =H*12 = 76 V DC 6、故选择2A/600V 的MOSFET 满足设计要求, 客户名称 客户编号 公司编号 样品单编号 日期 输入范围 输入电压电流 由前面计算变压器可知,取初级漏感引起的电压, V R =90 V DC ,故 MOFET 要求 耐压值为: V DS = V m ax + V R + V PR =373+90+76=539 V DC 5、计算初级峰值电流: 82*1 1 rms = _ ^;* D F = 0.888;00*0.6 =0.227A 即选用仙童2N60C 。

实例讲解反激式开关电源计算过程

实例讲解反激式开关电源计算过程 这种开关模式电源变换器在中低功率范围(约 2W 至 100W)内提供了极具竞争力的尺寸、成本 与效率比。反激式变换器的操作基于耦合电感器,它实现了电源转换,同时还可以隔离变换器的输入和输出。耦合电感器还支持多个输出,这使反激式变换器成为多种应用的理想选择。 反激式变换器工作原理 反激式变换器的基本组成元件与大多数其他开关变换器拓扑相同,唯一的不同是采用了耦合电感器,它将变换器的输入与输出隔离(见图 1)。 图 1: 反激式变换器原理图 反激式变换器有两个信号半周期: tON and tOFF,它们以MOSFET 的开关状态命名并受其控制。 期间,MOSFET 处于导通状态,电流从输入端流经原边电感器并对耦合电感器进行线性充电。在t ON 期间, MOSFET 处于关断状态,耦合电感器开始通过二极管去磁。来自电感器的电流为输 在 t OFF 出电容器充电并为负载供电。 反激式变换器设计及组件选型 设计一个反激式变换器需要做出许多重要的设计决策与权衡。下面我们将介绍一个简单的反激式变换器设计过程中的每个步骤。图 2 显示了我们将遵循的设计流程。

图 2: 反激式变换器设计流程 反激式变换器设计过程与计算 步骤 1: 设计输入 设计输入或由最终应用确定,或由设计人员来选择。这些参数包括但不限于:输入和输出电压、功率、纹波系数和操作模式。表 1 罗列了本文所讨论电路的设计输入。

纹波系数(KFR) 1 最大占空比(DMAX) 0.5 开关频率(fSW) 160kHz 预估效率(η)80% 表 1: 设计输入总结 非连续导通模式(DCM)具有较高的稳定性和效率,我们为此应用选择了该模式。这意味着该解决方案的纹波系数为 1。其最大占空比固定为 50%,以最大限度地减少应力并均衡利用 MOSFET 和二极管。开关频率则选择为 160kHz。为使计算更加实际,变换器的估算效率也被定义。尽管该估值相对较低(约80%),但却是低功率反激式变换器的常见效率值。根据所有这些输入,设计人员必须选择满足所有初始要求的控制器 IC。本例采用了MPS 的MP6004。MP6004 是一款仅支持DCM 模式的反激式控制器。它还提供原边调节功能,可减少外部组件的数量。 步骤 2: 最大原边电感计算及选择 第一个设计计算用于找到最大原边电感值。有许多不同的设计方法可以用于计算该值,但本例中的变换器始终运行在DCM 模式,因此我们采用如下的公式(1)来计算原边电感值(LP): 最坏情况发生在变换器以最大输入电压(VIN)和最大占空比(D)且全功率工作时。将设计输入代入公式(1),可以得到最大电感器限值为53μH。 接下来计算所需的匝数比 (nS1)。我们仍使用最大VIN 和最大D 以得到最坏情况下的值,同时增加二极管的正向压降以使计算更加精确。用等式(2)来估算nS1:

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