开关电源输入电流计算

合集下载

开关电源经典公式

开关电源经典公式

开关电源中的公式1, 电感的电压公式dt dI LV ==TI L ∆∆,推出ΔI =V ×ΔT/L 2, 电感存储的能量用峰值电流计算21×L ×I 2PK3,H =B/μ→B =μH ,μ是材料的磁导率。

空气磁导率μ0=4π×10-7H/m 也称磁场强度,场强,磁化力,叠加场等。

单位A/m4,磁通量:通过一个表面上B 的总量 Φ=⎰•SB ds ,如果B 是常数,则Φ=BA ,A 是表面积。

单位是特斯拉(T )或韦伯每平方米Wb/m 25, 安培环路定律,矢量H 沿闭合曲线积分,等于包围此曲线的电流代数总和∑⎰=I dl H ,电流和电磁场的方向符合右手螺旋定则。

6,电磁感应定律,法拉第定律和楞次定律的合称:N 匝线圈的感应电动势e =-N t∆∆φ,电感线圈可以近似表示为e=-tNBA∆,A 为线圈面积。

线圈感应电流产生的磁通总是阻止外加磁场的变化,保持原磁场。

7, 电感的自感:总磁通Ψ=N Φ,与电流i 成正比,Ψ=Li =N Φ,L =i N φ,e =-N t∆∆φ,所以,e =-t i L ∆∆=-L dtdi。

自感总是阻止电流的变化,保持线圈的磁通不变。

一匝线圈的感应电动势为-t ∆∆φ,N 匝线圈为-N t∆∆φ,所以总磁通或磁链Ψ=N Φ8, 电感储能:W =⎰t uidt 0=⎰t idt dt Ldi 0=⎰iLidi 0=21Li 2 9, 磁芯储能。

如右图 1-9N 匝磁环,磁导率为μ,内外径分别为d 和D ,内外径之比接近1,磁路的平均长度l =∏*( D+d )/2,磁环截面积为A ,均匀磁环。

加电压u感应电压e =-u =N t ∆∆φ=NA dtdB由安培环路定律∑⎰=I dl H 得,H l =Ni ,i =NHl输入到磁场的能量为We =⎰t uidt 0=⎰t dt NHldt NAdB 0*We =⎰BHlAdB 0=V ⎰BHdB 0,式中B 为最终达到的最大值,V =A l 为磁环体积。

开关电源的设计及计算

开关电源的设计及计算

开关电源的设计及计算1.先计算BUCK 电容的损耗(电容的内阻为R buck 假设为350m Ω,输入范围为85VAC~264VAC,频率为50Hz ,P OUT =60W,V OUT =60W ):电容的损耗:P buck =R buck *I buck,rms 2I buck,rms =I in,min1**32−cline t F t c :二极管连续导通的时间t c =linelineF VpeakV e F **2)min(arcsin *41π−=3ms其中:V min =linein ch in in in F C D P V V *)1(***2min ,min ,−−V peak =2*V in,min其图中的T1就是下面公式中t c或:V min =η*)*21(**2**2min ,min ,in c line o in in C t F P V V −−所以(假设最低输入电压时,输入电流=0.7A):I buck,rms =I in,min1**32−cline t F =0.7*13*50*32−=1.3A P buck =350m*1.32=0.95W第一步计算电容损耗是为了使用其中的t c 值,电容的容量一般通用范围选2~3μ/W ,固定电压为1μ/W2.输入交流整流桥的计算(假设V TO =0.7V,R d =70m Ω)在同一个时间内有两个二极管同时导通,半个周期内两个二极管连续导通I d,rms =c line in t F I **3min ,=m3*50*37.0=1.04AP diodes =2*(V TO *2min ,in I +R d *I d,rms 2)=2*(0.7*27.0+70m*1.042)=640mW 一个周期内桥堆损耗为:P BR=2*P diodes =2*640m=1.28W桥堆功耗超过1.5W 时,我个人认为应加散热器(特别是电源的使用环境温度较高时)变压器和初级开关MOS :反激式开关电源有两种模式CCM 和DCM ,各有优缺点。

buck电路参数计算公式

buck电路参数计算公式

buck电路参数计算公式
Buck电路参数计算公式
Buck电路,也称为升压型开关电源,是一种电源管理技术,可以将输入电压转换为较低的输出电压,以满足特定应用的电源要求。

它主要由转换器模块,滤波模块,电源模块和控制模块组成。

当设计Buck电路时,需要知道设计参数,以便获得最佳的系统性能。

计算Buck电路参数的基本公式如下:
1、输出电压:Vout=Vin*D,其中D为降压系数,即输出电压与输入电压之比;
2、转换器电阻:Rcon=Vin/Iout,其中Iout为转换器输出电流;
3、滤波电容:Cf=Iout/ (Vin * f * 2 * pi),其中f为转换器频率;
4、输出电流:Iout=Vin/Rcon;
5、电压调节率:VAR=(Vin-Vout)/Vout;
6、输入电流:Iin=Iout/D;
7、输入功率:Pin=Vin*Iin;
8、输出功率:Pout=Vout*Iout。

以上是计算Buck电路参数的基本公式,但实际情况比较复杂,应根据实际应用情况进行完善。

在设计Buck电路时,需要根据实际应用环境,以及系统要求,确定输入电压,输出电压,电流,功率等参数,并结合上述公式,按照正确的设计流程,进行系统的设计,以最大程度满足应用的要求。

开关电源计算参考

开关电源计算参考

根据技术指标的要求,输入功率约为62.5W,则原边峰值电流为:Ipk=2Po/(Vin(max)Dmax)=0.69A (1)式中:Po为输出功率,50W;Vin(max)为交流电压的最大值(取240V)经过整流后得到的直流电压的数值,取288V;Dmax为最大占空比,取0.5。

变压器的初级电感量为:Lp=Vin(max)×Dmax/(Ipk×f)=4.02 mH (2)式中:Vin(max)为交流电压的最小值(取185V)经过整流后得到的直流电压的数值,取222V;Dmax为最大占空比,取0.5;f为工作频率,40 kHz。

利用AP法选择最小尺寸的磁芯Ae×Ac=Lp×Lpk×106/(j×Ke×Kc×△Bmax ) = 15.7×103mm4 (3)式中:Lp为前面计算的变压器初级电感量;Ipk为原边峰值电流;j为电流密度(A/mm2 ),这里取为3;Ke为铁芯截面有效系数,选用铁氧体铁芯,Ke=0.98;Kc为铁芯窗口的有效利用系数,取0.3;△Bmax为磁通密度的最大变化量,取0.2据此可选EI33型磁芯,其Ae=9.7×12.7=123.19mm2,Ac=7.3×19.2=140.16mm2(其Ae×Ac=17.3×103mm4)导线截面积为Sx=Iin(max)/j=0.28/3=0.09 mm2 (4)可选择直径为0.41 mm的漆包线。

初级匝数为:Np= Vs×ton/(△Bac×Ae)=123 (5)式中:Vs为原边所加的直流电压的平均值,取264V;ton为最大占空比下的开通时间,为1.2×12.5×10-6s。

次级匝数为Ns=Np×U2/U1=24.6,取25。

式中:U2/U1为变压器原副边的电压比,根据经验数值以及所选开关管的耐压值(500 V),设定原副边的电压比为5:1)。

几种开关电源变压器设计计算方法

几种开关电源变压器设计计算方法

RCC方式电源变压器设计计算方法在RCC設計中,一般先設定工作頻率,如為50K,然後設定工作DUTY在90V入力,最大輸出時為0.5假設設計一功率為12V/1A1. 最大輸出電流為定格電流的1.2~1.4倍,取1.3倍.2. 出力電力Pout = V out × Iout = 12V×1.3A = 15.6W3. 入力電力Pin = Pout/∩=22.3W(RCC效率∩一般設在65%~75% , 取70%)4. 入力平均電流Iin=Pin/Vdc(INmin)=22.3/85*1.2=0.22( Vin(DCmin) = Vac(Inmin)×1.2)5. T=1/swF=1/50K=20uS Ton=Toff=10uS6. Ipk=Iin入力平均電流*2/DUTY=0.22*2/0.5=0.887. 一次側電感量Lp=Vin(DCmin)*Ton/Ipk=102*10/0.88=1159uH取1160uH8. 選擇磁芯,根据磁芯規格,選擇EI28. Ae=0.85CM^2 動作磁通=2000~2800取2000(當然,這是很保守的作法)9. Np=Ipk*Lp*K/Ae*▲Bm=(0.88*1160*100)/(0.85*2000)=60Ts10. Ns=(Vout+Vf)*Np/Vin(DCmin)=7.6 取8Ts11. 輔助電壓取5V(電晶體) 如功率管使用MOSFET則應設為11V12. Vin(DCmin)/Np=Vb/Nb----Nb=2.94 取3Ts故變壓器的構造如下:Lp=1160uHNp=60TsNs=7TsNb=3Ts以上采用三明治繞法:三明治繞法詳解:所謂三明治就是夾層繞法,因結構如同三明治一樣,所以叫三明治繞法.通常會有兩種繞法:1. 一次側平均法,就是a.最底層繞上一半的圈數,b.然後再繞二次側,c.再繞一次側的另一半.d.再繞Vcc. 最常用的做法還會在二次側上下兩層各加一銅箔或繞線屏蔽.在小功率上會起到Y電容的效果,所以說在小功率上有些人說可以不用Y電容,其實在整體成本上沒有太大的差別.2. 屏蔽繞法, 就是a.最底層繞上與二次相同的圈數,b.然後再繞二次側,c.再繞一次側的其它圈數.d.再繞Vcc. 這種方式很少加屏蔽.當然還有很多種不同的配對方式.但基本原理是一樣的.三明治的真正用意就是減小漏感,人為的在一次與二次之間加上一個寄生電容.用三明治繞法不可以短路为什么?(短路指输出短路保护) 设计参数选取有问题。

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

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: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。

反激式开关电源的设计计算

反激式开关电源的设计计算

反激式开关电源的设计计算首先,需要明确设计参数:1. 输入电压(Vin):反激式开关电源的输入电压一般为交流电网的标称电压,如220V或110V。

2. 输出电压(Vout):反激式开关电源的输出电压需要满足目标设备的需求,例如5V、12V等。

3. 输出功率(Pout):反激式开关电源的输出功率是根据目标设备的功率需求确定的,一般以瓦(W)为单位。

4. 开关频率(fsw):反激式开关电源的开关频率一般在10kHz到100kHz之间,根据具体需求和性能要求确定。

设计步骤如下:1.计算电流和电压波形:根据输出功率和输出电压,可以计算出输出电流:Iout = Pout / Vout。

同时,可以根据输入和输出的电压波形关系,使用变压器的变比关系计算输入电流波形。

2.选择开关元件:根据开关频率和输出功率,可以选择合适的功率场效应管(MOSFET)作为开关元件。

选择时需要考虑开关速度、导通和截止损耗等因素。

3.选择变压器:根据输入和输出电压的变比,可以选择合适的变压器。

变压器的选择需要考虑输入输出功率、开关频率、能量传输效率等因素。

4.计算电感和电容:通过计算电流波形和电压波形的变化率,可以确定所需的输入和输出电感。

同时,通过计算输出电压的纹波和电流的纹波,可以选择合适的输出电容。

5.设计控制电路:根据输入和输出电压、开关频率以及开关元件的特性,设计合适的控制电路。

常见的控制方案有可变频率、可变占空比等,需要根据具体需求确定。

6.完善保护电路:7.电路仿真和优化:通过电路仿真软件可以对设计的开关电源进行仿真,并对效果进行优化,如进一步降低纹波、提高效率等。

以上是基于反激式开关电源的设计计算的基本步骤,实际设计中还需要考虑其他因素,如电源的稳定性、EMI(电磁干扰)等。

设计计算的具体细节和参数计算可以根据具体的需求和设备要求进行调整和优化。

升压电路开关电源计算公式

升压电路开关电源计算公式
1、输入:12V输出:20V 5.5A
2、取电容C=470uF计算得输出纹波电压为0.039V。
3、取L=15uH计算ΔI=2.7A。
四、由以上数据可知
1、设计中采用4个470uF电容并联,容值过大,
2、所采的电感值使得ΔI=2.7A,能够满足电流的要求。
Ip为电感的平均输出电流,Ip=Iout
imax和imin为电感的最大电流和最小电流,
ΔI为输出电流的变化量,由图中可以得出,imax-imin=ΔI Ip=(imax+imin)/2 0<ΔI<2 Ip
取ΔI=@Ip @为ΔI与Ip之间的系数Ip=Iin=(Vo×Io)/Vi则电感L的值为
四:由以上公式计算得SU1219R的各项参数为
升压电路开关电源计算公式
一、线路图
二、电容C的计算
当Mosfet-N导通的时候,电感的一端接地,负载所用电流由电容提供。
其中:Io=输出电流,Δu=输出纹波电压,tON= Mosfet-N每个周期的导通时间
输出电流和纹波电压自行设计,需求出其tON
由以上二个公式可以求出C值的大小
三、电感L的计算
电感的输出电流随时间变化的曲线
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档