开关电源参数计算
开关电源参数计算精
1.原理图2.技术指标(1 输入电压:185V AC~240VAC(2输出电压1：+5VDC,额定电流1A，最小电流750mA ; (3输出电压2:+12VDC, 额定电流1A，最小电流100mA ; (4输出电压3:-12VDC ,额定电流1A，最小电流100mA ; (5输出电压4:+24VDC,额定电流1.5A，最小电流250mA ;(6输出电压纹波:+5V,±12V :最大100mV (峰峰值；+24V:最大250mV (峰峰值(7输出精度:+5V,±12V撮大± 5%; +24V:最大± 10%; (8效率:大于80% 3.参数计算(1输出功率：5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =x + xx +x = (3-1 (2 输入功率：6581.2580%0.8out in P WP W ===(3-2 (3直流输入电压:采用单相桥式不可控整流电路(max240VAC 1.414=340VDCin V =x (3-3 (min185VAC 1.414=262VDCin V =x (3-4 (4最大平均电流：(m a x(m i n 81. 250. 31262inin in P W I A V V=(3-5(5最小平均电流： (min(max 81.250.24340 in in in P WI A V ==(3-6 (6峰值电流：可以采用下面两种方法计算，本文采用式(3-8的方法。
(minmax (min(min225581.251.550.4262out out out Pk C in in in P P P W I I A V D V V V x =====x (3-7 min 5.55.581.251.71262out Pk C in P W I I A V V x ==(3-8 (7 散热:基于MOSFET的反激式开关电源的经验方法:损耗的35%是由MOSFET产生, 60%是由整流部分产生的。
开关电源rc吸收电路参数计算
开关电源rc吸收电路参数计算
开关电源RC吸收电路参数计算
开关电源RC吸收电路是一种电路，用于在开关电源输出时缓冲过电流和减小反射电压，其充当“滤波功能”的作用。
当开关电源导通时，由于开关电源输出电压瞬间改变，输出电流发生剧烈变化，而RC吸收电路可以将输出电流缓慢改变以减小过电流和反射电压，达到减小射频干扰的作用。
RC吸收电路参数计算的方法有很多种，其中最基本的方法是用公式法，即根据所选电路结构计算出R，C等参数。
经过简单的计算可以得到：
（1）RC吸收电路的上升时间：
上升时间tR=CR
（2）RC吸收电路的下降时间：
下降时间tD=CR
（3）RC吸收电路的输出延时时间：
输出延时时间tL=CR
（4）RC吸收电路的输出频率：
输出频率F=1/CR
（5）RC吸收电路的滤波电容：
滤波电容C=CR
（6）RC吸收电路的滤波电阻：
滤波电阻R=1/CR
以上就是关于RC吸收电路参数计算的介绍，希望对您有帮助。
开关电源参数计算(带PFC)
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⑦主MOS耐压值的确定
从变压器的电流波形可知,电流在减少时会产生一个反电动势。 在主MOS导通时有: V0高压=(ΔＩ/Δ ton)*L主 (电感特性) = Δ Ф /Δ t=Δ B * S *N /Δ ton (法拉第电磁感应定律) 从中可以导出 Δ B=( V0高压Δ ton)/SN 在截止时,由法拉第电磁感应定律： ε=ε反+ε漏=Δ Ф /Δ tr=Δ B *S *N /Δ tr =(V0高压Δ ton)/ Δ tr 上式变形后得; ε*Δ tr= V0高压Δ ton (面积相等,tr 包括泄磁阶段,恢复阶段) 同时在截止时,由二次测反加回一次侧的电压ε反大小应为 ε反=V0’*N 这样在主MOS上产生的压降为 V=V0高压+ε反= V0高压+V0’*N 在考虑主变压器的漏感时有下述方程： ε漏=(Ip/tr泄磁)*L漏
将η2=0.85, I0=12.5A（正常工作）, N=11, R=(2*511)KΩ, f入＝47Hz代入 上式得到电容值为18.0327uF
若取I0=17A,则对应的电容容值为25.524uF. ⑨ 关机时间的确定 由能量关系可知，电容上消耗的能量应等于负载得到的能量，随着电 容上电压的下降，为了保持输出端电压的稳定，MOS管会逐渐增加占空比 ，但当占空比达到极大值 。
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2.能源浪费问题: 过低的功率因数值若是从能量之观点来解释,意味着输入电流的 总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)很高，因此一部 传统式电源从标准插座（Standard Outlet)上所吸取之功率将 只有插座上额定功率的五分之三左右，异言之将有五分之二的 能量消耗在高频谐波电流上。 因此为了提升电源转换器之输出额定功率，减少能源浪费 及杂讯干扰功率因数较正是有其必要的。 二.功率因数修正技术 一般的桥式整流之所以会导致PF值较低，可有以下讨论看出， 如图所示，全桥式整流只有在电源电压Vi高于电容电压Vo时才 会导通，在这些期间输入电流必须供应半周所需之能量，因此 其波形呈现高尖之特性，这样的波形含有大量的高次谐波，其 功率因数也只能达到0.5~0.7。
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。
升压电路开关电源计算公式
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
开关电源参数计算
（1）输入电压：185V AC~240V AC（2）输出电压1：+5VDC ，额定电流1A ，最小电流750mA ； （3）输出电压2：+12VDC ，额定电流1A ，最小电流100mA ； （4）输出电压3：-12VDC ，额定电流1A ，最小电流100mA ； （5）输出电压4：+24VDC ，额定电流1.5A ，最小电流250mA ；（6）输出电压纹波：+5V ，±12V ：最大100mV （峰峰值）；+24V ：最大250mV （峰峰值）（7）输出精度：+5V ，±12V ：最大± 5%；+24V ：最大± 10%； （8）效率：大于80% 3. 参数计算 （1）输出功率：5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =⨯+⨯⨯+⨯= （3-1）（2）输入功率：6581.2580%0.8out in P WP W === （3-2） （3）直流输入电压：采用单相桥式不可控整流电路(max)240VAC 1.414=340VDC in V =⨯ （3-3） (min)185VAC 1.414=262VDC in V =⨯ （3-4）（4）最大平均电流：(max)(min)81.250.31262in in in P WI A V V=== （3-5） （5）最小平均电流：(min)(max)81.250.24340in in in P WI A V === （3-6） （6）峰值电流：可以采用下面两种方法计算，本文采用式（3-8）的方法。
(min)max (min)(min)225581.25 1.550.4262out out out Pk C in in in P P P WI I A V D V V V ⨯======⨯ （3-7）min 5.5 5.581.25 1.71262out Pk C in P WI I A V V⨯==== （3-8） （7）散热：基于MOSFET 的反激式开关电源的经验方法：损耗的35%是由MOSFET 产生，60%是由整流部分产生的。
开关电源参数计算
开关电源参数计算开关电源是一种将输入电压按照一定的方式进行变换和调节，得到一定输出电压和电流的电源设备。
它具有高效率、小体积和大功率特点，在现代电子设备中广泛应用。
开关电源的参数计算是设计开关电源过程中的一项核心工作，下面将从输入电压和输出电压、电流的计算以及开关电源的功率和效率计算等多个方面进行详述。
一、输入电压和输出电压的计算：1.输入电压计算：开关电源的输入电压一般通过交流电源转换得到。
在计算输入电压时，需要根据实际使用情况来确定。
常见的输入电压有220VAC和110VAC两种，可以根据实际需求来选择。
2.输出电压计算：输出电压是开关电源的主要参数之一，根据实际需求来确定。
一般情况下，输出电压为12V、24V、48V等常见的数值。
根据所驱动的设备对电压的要求来确定输出电压的数值。
二、输出电流计算：1.设备功率计算：开关电源的输出电流与所驱动的设备功率直接相关。
在计算输出电流时，首先需要确定设备的功率需求。
常见的功率单位为瓦特（W），可以根据设备的额定功率来确定所需的输出电流。
2.电流保护系数计算：在计算输出电流时，还需要考虑到设备的运行可靠性和安全性。
一般情况下，会在设备的额定功率基础上乘以一个电流保护系数，以提供足够的电流储备。
电流保护系数一般为1.2-1.5，具体数值可以根据设计需求来确定。
3.输出电流计算：通过设备功率和电流保护系数的计算，可以得到所需的输出电流。
输出电流的单位为安培（A）。
三、开关电源的功率和效率计算：1.开关电源的功率计算：开关电源的功率指的是输入电源和输出电源之间的能量转换效果。
功率是根据输出电压和输出电流计算得到的，单位为瓦特（W）。
2.开关电源的效率计算：开关电源的效率是指输入电源和输出电源之间能量的转换效率，一般用百分比表示。
开关电源的效率可以根据输入功率和输出功率进行计算。
开关电源的效率一般在85%以上，高效率的开关电源能够更好地降低能耗，提高能源利用率。
开关电源参数计算详细推导过程
(V =
IN
* D *T
) *F
2
SW
*η
2 * POUT
有： T =
LP
(V =
IN
IN
* D *T
) *F
2
SW
*η
2 *VOUT * I OUT
=
(V
2
IN
* D *T
) *η
2
2 *VOUT * I OUT *
IN
(V =
* D *T
2 *VOUT * I OUT * T
) *η = (V
TSW * I P − P =
1 2 POUT 2 POUT 2 POUT * C * I P− P = + +π * N FSW FSW *η *VIN F *η * (V + V ) * P FSW *η SW OUT F NS FSW * 1 2 POUT * I P − P = FSW * + FSW * FSW FSW *η *VIN F 2 POUT
di VIN V *T ，在关闭之前其值到达最大： I P − P = IN ON = dt LP LP
一个开关周期内传输的能量即输入功率： PIN = 等同： PIN =
1 * LP * I 2 P − P * FSW 2
1 1 * LP * I 2 P − P * 2 T P V *I POUT *100% 推导出 PIN = OUT = OUT OUT η η P IN 1 V *I * LP * I 2 P − P * FSW = OUT OUT 2 η
2
* D ) * T (VIN * D ) * T (V * D ) = = IN V *I 2 * PIN 2 * PIN * FSW 2 * OUT OUT η
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CH4为电流波形： CH4为电流波形： 为电流波形
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③PFC 电感感值的确定 因为在PFC MOS管截止时 管截止时,PFC电感上的电流不会突变 所以下降得电流会流 电感上的电流不会突变,所以下降得电流会流 因为在 管截止时 电感上的电流不会突变 所以对于D 它所流经的最大电流应为 过D102,所以对于 102,它所流经的最大电流应为 所以对于 I=ΔＩ＝２√２UoIo/η1Uimin ΔＩ＝２ η 又√2Uinmin=LPFCΔＩ/Δt=(2LPFCUoIofPFC√2)/(η1DpfcMAXUinmin) Δ η 可得： 可得： LPFC=(Dpfcmaxη1Uimin2)/( 2U0I0FPFC) 将Uimin=U0高压(1-DpfcMAX)/√2代入上式 √ 代入上式 高压 LPFC=(U0高压2(1-DMAX)2DMAXη1)/(4U0I0FPFC) 高压 的关系式可知L的大小由输出最大电流 从L的关系式可知 的大小由输出最大电流 o, PFC MOS管的最低工作频率 的关系式可知 的大小由输出最大电流I 管的最低工作频率 fPFC、最大占空比 pfcmax,最小输入电压 imin,电源效率η1,共同决定的。 最大占空比D 最小输入电压U 电源效率η 共同决定的 共同决定的。 最小输入电压 电源效率 将DpfcMAX=0.7, η1=0.73, U0=12V, I0=12.5A(fan=0.5A), FPFC=35KHz代 代 入上式得 LPFC=320uH, （实际测得 PFC=315uH） 实际测得L ）
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PFC电路原理及其相关计算 PFC电路原理及其相关计算
By Stanley QE Department,QRA LITEON electronics (Dongguan) co.,LTD
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一.PFC电路基本原理 PFC电路基本原理 电路基本
一.简介
稳定的能源设备除了能供应系统维持正常的功能外并影响整个系统的特 再者当今能源短缺急需节约能源潮流的驱使下， 性，再者当今能源短缺急需节约能源潮流的驱使下，设计产生高效率的能源 设备，减少能源浪费是为众所追求的目标。 设备，减少能源浪费是为众所追求的目标。并且在电力品质与电力性能方面 也必须有较严格的标准，例如：较大的额定功率,较小的杂讯干扰， 也必须有较严格的标准，例如：较大的额定功率,较小的杂讯干扰，较理想 的能源使用率等等，都是设计电路必须考虑的问题， 的能源使用率等等，都是设计电路必须考虑的问题，而电源转换器之功率因 数则直接影响上述性能。 数则直接影响上述性能。 一般而言，提升功率因数直接影响下述问题： 一般而言，提升功率因数直接影响下述问题： 1.杂讯干扰问题 杂讯干扰问题。 1.杂讯干扰问题。 由于桥式整流所所产生之输入电流一不规则且不连续之脉动电流， 由于桥式整流所所产生之输入电流一不规则且不连续之脉动电流，含有大 量之高频谐波，因此对于一些电子周边设备将产生一些不必要的干扰，。 ，。故 量之高频谐波，因此对于一些电子周边设备将产生一些不必要的干扰，。故 为了抑制高频谐波电流干扰必须利用外加电路来修正输入电流使其接近正弦 如此方能降低输入电流中之高频谐波含量进一步克服杂讯干扰的问题。 ，如此方能降低输入电流中之高频谐波含量进一步克服杂讯干扰的问题。
得
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D≦U0N/η2U0高压 ≦ 即主MOS管的最大占空比 η 高压 即主 管的最大占空比 因为在二次侧应属于降压型电路,则输入与输出应符合 输出=输入 输入*D 因为在二次侧应属于降压型电路 则输入与输出应符合 输出 输入 对于此电路应有 U0=D主U0高压/N 可得: 可得 D主= U0N /U0高压 高压 高压 将D主=U0N/ U0高压代入 得表达式有 高压代入L得表达式有 X=I0/N Y=2(1-η2)I0/Nη2 η η L=U0N2η2/(2I0F主(1-η2)) η 实际测得在输出电流为1A时 电源效率 将U0=12V, N=11, η2 =0.5, I0=1A(实际测得在输出电流为 时,电源效率 实际测得在输出电流为 考虑到此效率是变压器前端至输出的效率,所以取 为46.5%,考虑到此效率是变压器前端至输出的效率 所以取η2 =0.5),F主 考虑到此效率是变压器前端至输出的效率 所以取η =70KHz 代入 的表达式得到 的感值大小 代入L的表达式得到 的表达式得到L的感值大小 L=10.37mH (实际测得 实际测得11.2mH) 实际测得
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70%. 代入上式可得： 将U0高压、Dmax代入上式可得： 高压 Uimin=82.73V 因此选取输入电压的下限为U 因此选取输入电压的下限为 imin=85V. ②PFC 二极管的确定 由能量守恒可知，在输入电压最小时，输入电流最大。 由能量守恒可知，在输入电压最小时，输入电流最大。 设最大的输入电流有效值为I 设最大的输入电流有效值为 inmax(rms) 则有： 则有： Iinmax(rms)＝U0I0/η1Uimin η 它和流经PFC电路得电流ΔＩ关系为 电路得电流Δ 它和流经 电路得电流 Ｉ＝I ΔＩ＝ inmax(rms)×２√２＝２√２U0I0/η1Uimin η 对于此机种， 对于此机种，将U0=12V,I0=13A(fan=0.5A),η1=0.73, Uimin=85V,代 η 代 入上述方程得： 入上述方程得： I=7.1109A 实际测量如图： 实际测量如图：
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PFC相关参数的计算 PFC相关参数的计算
①最低输入电压的确定 如图： 如图： 电压
电流
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=(1D=Ton/(Ton+Toff) 则：Ton=D/FPFC, Toff=(1-D)/ FPFC 上升斜率= 上升斜率=ΔＩ/ Ton 下降斜率= 下降斜率=ΔＩ/ Toff 又根据电感的特性方程： 又根据电感的特性方程： U=Ldi/dt 得 MOS管导通时 =LΔＩ 当PFC MOS管导通时 √2Uimin=LΔＩ/ Ton ⑴ 当PFC MOS管截止时 U0高压－√2Uimin=LΔＩ/ Toff MOS管截止时 =LΔＩ ⑵ 可得： =(1⑴/⑵可得：√2Uimin／(U0高压－√2Uimin)=Toff/Ton=(1-D)/D 由上式可得 (1Uimin=U0高压(1-DpfcMAX)/√2 由此式可知，电源输入电压的最小值是由PFC MOS占空比和 由此式可知，电源输入电压的最小值是由 占空比和PFC 占空比和 电路最终输出的高压直流电压的数值而决定的， 电路最终输出的高压直流电压的数值而决定的，在PA-1151-3电路 电路 芯片L6561最大占空比 中，U0高压＝390V,PFC芯片 芯片 最大占空比 高压 有
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④电源输出极限电流的确定 由上述的PFC感知的确定公式可以导出 0 感知的确定公式可以导出I 由上述的 感知的确定公式可以导出 I0=(U0高压2(1-DMAX)2DMAXη1)/(4U0 LPFC FPFC) 高压 从上述公式可知若要电源输出极限电流， 从上述公式可知若要电源输出极限电流，则PFC电路的工作频 电路的工作频 率最低，且占空比最大。 率最低，且占空比最大。 将DMAX=0.7, η1=0.73, LPFC=320uH, FPFC=27KHz代入得 代入得 I0MAX=16.867A (实际测得输出极限电流为 实际测得输出极限电流为17.1A) 实际测得输出极限电流为 同时从上述得输出电流公式也让我们看到了在电源输出任意电 流值的情况下，占空比和PFC电路工作频率之间的关系。 电路工作频率之间的关系。 流值的情况下，占空比和 电路工作频率之间的关系
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从上述的推导过程可以看出， 此处的η 从上述的推导过程可以看出 ， 此处的 η2 应是变压器至输出的 效率, 为此可取η2=0.85 ， 在机台满载情况下(I0=13A)可计算出 效率 , 为此可取η 在机台满载情况下 可计算出 X=1.186A, Y=0.4186A .在超载时（ I0=17A）可计算出 在超载时（ 在超载时 ） 可计算出X=1.551A ,Y=0.547A ,X+Y=2.098A.实际测的波形如图: 实际测的波形如图: 实际测的波形如图
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2.能源浪费问题: 能源浪费问题: 过低的功率因数值若是从能量之观点来解释, 过低的功率因数值若是从能量之观点来解释,意味着输入电流的 总谐波失真( Distortion,THD)很高 很高， 总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)很高，因此一部 传统式电源从标准插座（ Outlet)上所吸取之功率将 传统式电源从标准插座（Standard Outlet)上所吸取之功率将 只有插座上额定功率的五分之三左右， 只有插座上额定功率的五分之三左右，异言之将有五分之二的 能量消耗在高频谐波电流上。 能量消耗在高频谐波电流上。 因此为了提升电源转换器之输出额定功率， 因此为了提升电源转换器之输出额定功率，减少能源浪费 及杂讯干扰功率因数较正是有其必要的。 及杂讯干扰功率因数较正是有其必要的。 二.功率因数修正技术 一般的桥式整流之所以会导致PF值较低，可有以下讨论看出， PF值较低 一般的桥式整流之所以会导致PF值较低，可有以下讨论看出， 如图所示，全桥式整流只有在电源电压Vi高于电容电压Vo Vi高于电容电压Vo时才 如图所示，全桥式整流只有在电源电压Vi高于电容电压Vo时才 会导通，在这些期间输入电流必须供应半周所需之能量， 会导通，在这些期间输入电流必须供应半周所需之能量，因此 其波形呈现高尖之特性，这样的波形含有大量的高次谐波， 其波形呈现高尖之特性，这样的波形含有大量的高次谐波，其 功率因数也只能达到0.5~0.7 0.5~0.7。 功率因数也只能达到0.5~0.7。
y x
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由功率守衡可知; 由功率守衡可知 U0高压*Irms=W功/η2=U0 I0/η2 η η 高压 可得; 可得 Irms=U0I0/ U0高压η2 高压 下面列方程,主要依据 一周期中变压器上升的电流有效值应等于I 主要依据： 下面列方程 主要依据： 一周期中变压器上升的电流有效值应等于 rms 上升斜率应符合电感特性方程 U=Ldi/dt 初次级电流的变比应符合N.倍的关系 倍的关系. 初次级电流的变比应符合 倍的关系 因此得到方程组. 因此得到方程组 X*D主/F主+½Y*D主/F主=Irms/F主 YF主/D主= U0高压/L 高压 I =X= I0 /N 解得; 解得 X= I0/N Y=2I0(U0/D主η2U0高压-1/N) 高压 L=D主2U0高压2η2N/(2 I0 F主( U0 N- D主η2U0高压)) 高压 高压 从上述解中可得到一个隐函条件,即 ≧ 因为主MOS管在道通时 变压器的 管在道通时,变压器的 从上述解中可得到一个隐函条件 即Y≧0. 因为主 管在道通时 电流不可能下降.所以从 所以从Y≧ 条件中解得 电流不可能下降 所以从 ≧0条件中解得 U0/ D主η2U0高压≧1/N 高压