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常用的开关电源电路设计公式分享-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2021-10-20 

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常用的开关电源电路设计公式分享-KIA MOS管


开关电源电路设计公式

MOSFET开关管工作的ZD占空比Dmax:

开关电源电路 公式


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ZD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:

开关电源电路 公式


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:

开关电源电路 公式


式中:Ts为开关管的周期(s);LP单位为H。


变压器的气隙lg:

开关电源电路 公式


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:

开关电源电路 公式


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ZD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:

开关电源电路 公式


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:

开关电源电路 公式


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ZX电压应力UDS

一般选择DS间击穿电压应比式计算值稍大的MOSFET功率管。


绕组电阻值R:

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)。


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。


磁芯损耗

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:


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)。


对于单极性开关变压器,由于磁芯工作于磁滞回线的半区,所以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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