反激开关电源参数计算(EI28)

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反激式变压器开关电源电路参数计算

反激式变压器开关电源电路参数计算

反激式变压器开关电源电路参数计算反激式变压器开关电源电路是一种常见的电源电路,其主要用于将输入电压转化为所需要的输出电压,常见的应用包括电子设备、通信设备、计算机等。

在设计反激式变压器开关电源电路时需要考虑多个参数,包括输入和输出电压、电流、功率以及工作频率等。

首先,我们需要计算变压器的参数。

变压器是反激式变压器开关电源电路的核心部件。

反激式变压器开关电源电路通常使用升压变压器,其输入电压较低,经变压器升压后得到所需的输出电压。

计算变压器的参数包括变比和电流等。

计算输入电压和输出电压的变比,可以根据所需的输出电压和输入电压来计算。

变比=输出电压/输入电压。

计算变压器的电流,可以通过功率平衡来计算。

功率平衡公式为:输入功率=输出功率。

输入功率可以通过输入电压和输入电流计算,输出功率可以通过输出电压和输出电流计算。

接下来,我们需要计算开关管的参数。

开关管是反激式变压器开关电源电路的关键部件,主要作用是开关电流以实现输入输出电压的转换。

计算开关管的参数包括开关频率、工作电流和功率等。

开关频率是指开关管开关的频率,一般为几十KHz到几百KHz。

开关频率较高可以减小变压器的体积,但同时也会增加开关管的损耗和噪声。

工作电流是开关管在工作状态下的电流。

根据功率平衡公式,可以计算出变压器的输入电流和输出电流,从而得到开关管的工作电流。

开关管的功率损耗是通过电压和电流来计算的。

功率损耗=电压*电流。

此外,在设计反激式变压器开关电源电路时还需要考虑电源电路的效率。

电源电路的效率是指输出功率与输入功率的比值,可以通过输入功率和输出功率来计算。

计算电源电路的效率,可以使用功率平衡公式。

效率=输出功率/输入功率。

以上是反激式变压器开关电源电路的参数计算的一般步骤。

在实际设计时,还需要根据具体的应用需求来确定参数的取值,并进行相应的调整和优化。

反激开关电源参数计算

反激开关电源参数计算

反激开关电源参数计算1.输入电压的确定输入电压一般是由电网提供,常见的有220V交流电压和110V交流电压。

在设计反激开关电源时,需要根据实际应用环境和设备要求来确定输入电压。

2.输出电压的确定输出电压是根据实际需要来确定的,一般为直流电压。

在确定输出电压时,需要考虑设备的工作电压范围和设备对电源质量的要求。

3.功率的确定功率是反激开关电源的重要参数之一,它决定着电源所能提供的最大输出功率。

功率的确定需要综合考虑设备的负载需求和电源的能力,一般可以通过测量设备的功率消耗来确定。

4.电流的确定电流是反激开关电源输出的电流大小,它与功率有一定的关系。

一般来说,电流越大,功率也就越大。

在计算电流时,需要综合考虑负载的电流需求和电源的能力。

除了以上常规参数外,还有一些需要考虑的特殊参数。

比如开关频率、输出纹波、效率等。

开关频率指的是反激开关电源的工作频率,它决定了电源输出的稳定性和抗干扰能力。

一般来说,开关频率越高,电源的稳定性和抗干扰能力越好,但对元器件的要求也越高。

输出纹波是指反激开关电源输出电压的纹波幅度,它与输出电容器和输出滤波电感器的选取有关。

输出纹波越小,表示电源输出的稳定性越好。

效率是指反激开关电源输出的功率与输入的功率之比,它决定了电源的能量利用效率。

一般来说,效率越高,电源的能量损耗越小。

在进行反激开关电源参数计算时,需要综合考虑负载的需求、电源的能力以及其他特殊要求,进行合理的设计和选择。

同时,还要根据实际情况对参数进行优化和调整,确保电源的性能和可靠性。

反激式变压器开关电源电路参数计算

反激式变压器开关电源电路参数计算

反激式变压器开关电源电路参数计算
一、基本参数
1、变压器参数:
变压器由两个线圈构成,一个为高压线圈(H),另一个为低压线圈(L),均为叠加结构。

变压器的形状参数可表示为:VH:高压线圈的电压,VL:低压线圈的
电压,Nh:高压线圈匝数,Nl:低压线圈匝数,a:高压线圈电感与低压
线圈电感的比值,Lh:高压线圈电感,Ll:低压线圈电感。

变压器的负载特性可表示为:Rc:负载电阻,Xl:负载电抗,RL:灰
尘损耗,Xm:空载损耗,RL:空载电抗。

2、开关管参数:
开关管由长短两个极构成,一个为高压极(H),另一个为低压极(L)。

开关管的形状参数可表示为:VH:高压极的电压,VL:低压极的电压,Vt:开关管的阈值电压,Rt:开关管的阈值电阻,Ct:开关管的阈值电容,Rg:开关管的电阻,Cg:开关管的电容。

二、计算方法
1、确定变压器的输出电压:
根据变压器规格,计算其实际输出电压Vout:
Vout=VH*Nh/(Nh+Nl)
其中,VH为高压线圈的电压,Nh为高压线圈的匝数,Nl为低压线圈的匝数。

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一、反激式开关电源变换器:也称Flyback变换器,是将Buck/Boost变换器的电感变为变压器得到的,因为电路简洁,所用元器件少,成本低,是隔离式变换器中最常用的一种,在100W以下AC-DC变换中普遍使用,特别适合在多输出场合。

其中隔离变压器实际上是耦合电感,注意同名端的接法,原边绕组和副边绕组要紧密耦合,而且用普通导磁材料铁芯时必须有气隙,以保证在最大负载电流时铁芯不饱和。

二、AC-DC变换器的功能框图:交流220V电压经过整流滤波后变成直流电压V1,再由功率开关管(双极型或MOSFET)斩波、高频变压器T降压,得到高频矩形波电压,最后通过整流滤波器D、C2,获得所需要的直流输出电压V o。

脉宽调制控制器是其核心,它能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,控制功率开关管的通断状态,来调节输出电压的高低,达到稳压目的;锯齿波发生器提供时钟信号;利用误差放大器和比较器构成闭环调节系统。

三、设计步骤:1.基本参数:交流输入电压最小值Umin交流输入电压最大值Umax电网频率Fa:50Hz或60Hz开关频率f:大于20kHz,常用50kHz~200kHz输出电压V o输出功率Po损耗分配系数Z :代表次级损耗与总损耗的比值,一般取0.5电源效率k :一般取75~85%。

低电压(5V 以下)输出时,效率可取75%,高压(12V 以上)输出,效率可取85%;中等电压(5V 到12V 之间)输出,可选80%。

2. 确定输入滤波电容Cin :对于宽范围交流输入(85~265Vac ),C1/Po 的比例系数取2~3,即每输出1W 功率,对应3uF 电容量 对于100V/115V 交流固定输入,C1/Po 的比例系数取2~3,即每输出1W 功率,对应3uF 电容量 对于230V ±35V 交流固定输入,C1/Po 的比例系数取1,即每输出1W 功率,对应1uF 电容量若采用100V/115V 交流倍压输入方式,需两只容量相同的电容串联,此时C1/Po 的比例系数取23. 直流输入电压最小值Vimin 的计算:in C a O i kC t F P u V ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−=21222min min 其中:tc 为整流桥的响应时间,一般为3ms也可以由要求的直流输入电压最小值Vimin 来反推需要的输入滤波电容Cin 的精确值:)2(2122min 2min i C a O in V u k t F P C −⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−= 4. 确定初级感应电压Vor :对于宽范围交流输入(85~265Vac ),初级感应电压V or 取135V对于100V/115V 交流固定输入,初级感应电压V or 取60V对于230V ±35V 交流固定输入,初级感应电压V or 取135V5. 确定钳位二极管反向击穿电压Vb :高温大电流下二极管钳位电压要高于标称值,所以选用TVS 钳位电压Vb=1.5V or对于宽范围交流输入(85~265Vac ),钳位二极管反向击穿电压Vb 取200V对于100V/115V 交流固定输入,钳位二极管反向击穿电压Vb 取90V对于230V ±35V 交流固定输入,钳位二极管反向击穿电压Vb 取200V当功率开关管关断而次级电路处于导通状态时,次级电压会感应到初级上,感应电压V or 就与Vi 叠加后加到开关管漏极上,与此同时初级漏感也释放能量,并在开关管漏极上产生尖峰电压VL 。

反激式开关电源变压器参数的计算

反激式开关电源变压器参数的计算

反激式开关电源变压器参数的计算反激式开关电源变压器的参数计算与正激式开关电源变压器的参数计算相比,除了变压器初级线圈的匝数和伏秒容量,变压器初、次级线圈的匝数比,以及变压器各个绕组的额定输入或输出电流或功率以外,还需要特别注意考虑变压器初级线圈的电感量。

反激式开关电源变压器对初级线圈的电感量要求,与正激式开关电源变压器对初级线圈的电感量要求,几乎完全不同。

对于正激式开关电源变压器对初级线圈电感量的要求,如果不考虑变压器初级线圈本身的电阻损耗,以及变压器的体积和成本,则初级线圈的匝数是越多越好,电感量也是越大越好;而反激式开关电源变压器对初级线圈的电感量要求,则要求变压器在满足伏秒容量的前提下,对变压器初级线圈电感的大小也有特别要求,就是求变压器初级线圈电感存储的能量必须满足向负载提供功率输出的要求。

关于开关电源变压器的工作原理以及参数设计后面还要更详细分析,这里只做比较简单的介绍。

1-7-3-2-1.反激式开关电源变压器初级线圈匝数的计算反激式开关电源变压器初级线圈匝数的计算与正激式开关电源变压器初级线圈匝数的计算方法基本相同,请参考前面“1-6-3.正激式变压器开关电源电路参数计算”中的“2.1变压器初级线圈匝数的计算”章节中的内容。

反激式开关电源变压器初级线圈的最少匝数与(1-95)式完全相同,即:式中,N1 为变压器初级线圈N1 绕组的最少匝数,S 为变压器铁心的导磁面积(单位:平方厘米),Bm 为变压器铁心的最大磁感应强度(单位:高斯),Br 为变压器铁心的剩余磁感应强度(单位:高斯),Br 一般简称剩磁,τ=Ton,为控制开关的接通时间,简称脉冲宽度,或电源开关管导通时间的宽度(单位:秒),一般τ取值时要留预留20%以上的余量,Ui 为工电压,单位为伏。

式中的指数是统一单位用的,选用不同单位,指数的值也不一样,这里选用CGS 单位制,即:长度为厘米(cm),磁感应强度为高斯(Gs),磁通单位为麦克斯韦(Mx)。

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。

反激的开关电源变压器的设计参数表

反激的开关电源变压器的设计参数表

反激的开关电源变压器的设计参数表
序号 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 参 数 计 算 公 式 说 明
磁芯的有效横截面积Ae 磁芯振幅B
反激的开关电源变压器的设计参数表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 参 数 计 算 公
预设参数 预设参数 预设参数 预设参数 根据整流管的实际压降而定 η =Pout/Pin(预设参数) Pin=(Vout+VD)Iout/η Pout=(Vout+VD)Iout 根据电路、心片和变压器预设参数 Dmax=VOR/(VOR+Vs) D=(T-toff)/T Vmos=2*Vf+VinDCMax Vf=Np/Ns*(Vout+VD) Vro=(VDCmin*Dmax)/(1-Dmax) 原边感应电压VOR Vro=[(Vout+VD)/Ns]*Np VOR=(Vout+VD)*N匝比 原边输入电压Vs 原边线圈匝数Np 副边线圈匝数NS 原边电感量Lp 原边与副边的匝数比 一般都取经验值大约80或者120V
式n 最大输入电压maxVin 输出电压Vout 输出电流Iout 输出整流管压降VD 电源效率η 最大输入功率Pin 最大输出功率Pout 最小工作频率fmin 最大占空比Dmax 占空比D 开关管的耐压Vmos 反激电压Vf
最小输入的交流电压,单位V 最大输入的交流电压,单位V 输出的直流电压,单位V 输出的最大电流,单位A 输出整流管的正向压降,一般为0.2-0.6V,单位V η ≈0.85-0.9(高压输出 ),0.75-0.85(低压输出) 电压的输入总功率,单位W 电压的输出的有效总功率,单位W 电源的最小工作频率,单位KHz VOR为原边感应电压,Vs为原边输入电压,Dmax建议最大值为0.5(开关管的导通区) T为电源的一个工作周期,toff为开关管的导通时间 VinDCMax为整流之后加在大电容两端最大的直流电压 副边反射电压

反激电源计算公式

反激电源计算公式

反激电源计算公式反激电源是开关电源的一种常见拓扑结构,在很多电子设备中都有应用。

要设计一个反激电源,准确的计算公式那可是相当重要。

咱们先来说说反激电源的工作原理哈。

简单来讲,就是在开关管导通的时候,变压器储存能量,开关管截止的时候,变压器把储存的能量释放给负载。

这个过程就像是一个能量的搬运工,一会儿搬进来,一会儿送出去。

那反激电源的计算公式都有哪些呢?比如说,初级峰值电流的计算,这可是个关键的参数。

它的公式是:Ip = 2 * Pout / (η * Vin_min * Dmax) 。

这里面的 Pout 就是输出功率,η 是电源的效率,Vin_min 是输入的最小电压,Dmax 是最大占空比。

再比如说,初级电感量的计算,公式是:Lp = Vin_min * Dmax / (Ip * fsw) 。

这里的 fsw 是开关频率。

给您说个我之前遇到的事儿,有一次我带一个学生做一个小型反激电源的设计项目。

这孩子一开始对这些公式那是一头雾水,怎么讲都不明白。

我就带着他一步一步来,从确定电源的参数,到套用公式计算,再到实际搭建电路测试。

我们先确定了这个电源要给一个小风扇供电,风扇的功率大概是 10 瓦,我们希望效率能达到 80%左右,输入电压是 12 伏到 24 伏。

然后就开始算初级峰值电流,这孩子拿着笔,眼睛盯着公式,嘴里还念念有词。

算出来之后,又接着算初级电感量,这时候他已经有点上手了,自己在那捣鼓,还时不时问我几个小问题。

等把这些关键参数都算出来,开始选元器件,这又是一个考验。

电容、电阻、二极管、开关管,每一个都得选对。

这孩子一开始选的开关管耐压值不够,我提醒他之后,他一拍脑袋,说:“哎呀,老师,我怎么没想到呢!”最后把电路搭好,一测试,嘿,还真成功了!那风扇转得呼呼的,这孩子高兴得不行,我看着也特别有成就感。

咱们再回到反激电源的计算公式哈。

还有次级峰值电流的计算、变压器匝数比的计算等等,每一个公式都有它的作用和意义。

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RCD 吸收电路参数设计
① 选择钳位电容最小值������������������������������ ,当漏感能量完全释放后,钳位电容电压达到最 大值������������������������������ ,随后二极管关断,电容向电阻放电,当下一周期开关管导通时, 电容电压达到最小值������������������������������ ,������������������������������ 一般取0.85~0.95������������������������������ 。 ② 由开关管的耐压值������������������ 以及最大输入电压������������������������������������������������ 来确定钳位电容的最大电 压������������������������������ ,并确保������������������������������ > 1.5������ ������������ (保证电容电压在关断期间不小于映射电压)。 ������������������������������ = ������������������ − ������������������������������������������������ − 50 (留 50V 的电压余量)
������
������������������������������������������
= 0.2������

������������������������������ 电感电流峰值������������������������ = (1−0.5∗������ )∗������ ������������
反激变压器参数设计
输入电压 180~264 VAC 输出电压±23V 输出功率������0 = 35W 效率η=80% 开关频率 f=132kHZ ① 输入直流电压范围������������������������������ = ������������������ ∗ √2 − 30 ������������������������������ = 224~343������ 因输入电压范围较窄,故不需要较大的调节范围,因此占空比取������������������������ = 0.35 输入功率������������������ =
������
120
(������������ 为导通二极管压降)
副边线圈匝数������������1 =
������������ ������
=
23 5
= 4.6
取5匝
初级线圈匝数 ������������ = ������ ∗ ������������1 = 25 匝 ⑤ 次级侧电感电流平均值 ������������������ = ������������ 1 = = 1.54������ 1 − ������������������������ 1 − 0.35
范先焱 2017.10.17 于西南交通大学
������0 ������
= 43.75������ ������������������ =
������������������ ∆������������ ������������������
取电流纹波系数������������������ = 1
② 输入电流平均值������������������������������������ = ������
④ 计算钳位电容 C ������������������������������ = 0.9 ∗ 307 = 276������ 钳位电容 C=
2 ������������������ ∗ ������������ ������������
������������������������������ 2 − ������������������������������ 2
=
15.6 ∗ 1.142 = 1.12������������ 3072 − 2762
钳位电容选择高频特性好的 CBB 电容,选择 1nF/400V。 ⑤ RCD 钳位电路消耗的平均功率������������������������ ������������������������ = ⑥ 计算吸收电阻 R 近似认为在整个开关周期钳位电容两端电压保持不变,为������������������������������ 。 ������������������������������ 2 3072 R= = = 70.44������ ������������������������ 1.338 选择 70K/2W 的功率电阻。 ⑦ 二极管 D 的确定 二极管 D 承受的最大反压������������1 为 ������������1 = ������������������������������ + ������������������������������������������������ 故二极管的耐压值一般与开关管相同。 1 ������ ������ 2 ������ = 0.5 ∗ 15.6 ∗ 1.142 ∗ 132 = 1.338������ 2 ������������ ������������������ ������������
= 1.14∗132 = 520������������
224∗0.35
③ 根据功率大小选择 EI28 磁芯,其参数如下:
Ap ( cm4 ) Ae ( mm2 ) 86.00
������������ ∗������������������������ ∆������∗������������
Aw ( mm2 ) 69.83
������������������
= 1.14������
电感量������������ =
������������������������������������ ∗������������������������ ������������������������ ∗������∗������������������
������������������ 为 700V,������������������������������������������������ 为 343V,代入计算������������������������������ = 307������ ③ 估计漏感量������������������ 。一般漏感量为励磁电感的2%~5% ������������������ = 0.03������������ = 0.03 ∗ 520 = 15.6������������
������������������������������������ ∗������������������������ 1−������������������������
= 120������
(伏秒平衡)
(一般先确定映射电压再确定占空比)
������������ 变压器匝比n = ������ +������ = 23+1 = 5 ������ ������
Ve ( mm2 ) 4145.00
AL nH/N^2 4300
EI28
0.6005
初级线圈匝数 ������������ =
=
520∗1.14 0.3∗86
= 23 匝
(由磁化曲线知,∆������一般取 0.3T) ④ ������������������������ 期间,副边映射到原边的电压 ������ ������������ =
当导线超过 1m 时,J 通常选择4~6A/������������2 ,如果较短也可以选择6~10A/������������2。 次级线径选择 4 4 ������������ = ������������������ √ = 1.54 ∗ √ = 0.6������������2 3.14������ 3.14 ∗ 8 ⑥ 初级电感电流平均值 ������������������ ∗ ������������ = ������������������1 ∗ ������������1 + ������������������2 ∗ ������������2 ������������������ = 0.616������ 初级线径选择 4 4 ������������ = ������������������ √ = 0.616 ∗ √ = 0.3������������2 3.14������ 3.14 ∗ 5
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