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1、开关电源设计步骤步骤1确定开关电源的基本参数①交流输入电压最小值umin②交流输入电压最大值umax③电网频率Fl 开关频率f④输出电压VO(V):已知⑤输出功率PO(W):已知⑥电源效率η:一般取80%⑦损耗分配系数Z:Z表示次级损耗与总损耗的比值,Z=0表示全部损耗发生在初级,Z=1表示发生在次级.一般取Z=0.5步骤2根据输出要求,选择反馈电路的类型以及反馈电压VFB步骤3根据u,PO值确定输入滤波电容CIN、直流输入电压最小值VImin①令整流桥的响应时间tc=3ms②根据u,查处CIN值③得到Vimin确定CIN,VImin值u(V)PO(W)比例系数(μF/W)C
2、IN(μF)VImin(V)固定输入:100/115已知2~3(2~3)×PO≥90通用输入:85~265已知2~3(2~3)×PO≥90固定输入:230±35已知1PO≥240步骤4根据u,确定VOR、VB①根据u由表查出VOR、VB值②由VB值来选择TVSu(V)初级感应电压VOR(V)钳位二极管反向击穿电压VB(V)固定输入:100/1156090通用输入:85~265135200固定输入:230±35135200步骤5根据Vimin和VOR来确定最大占空比Dmax ①设定MOSFET的导通电压VDS(ON)②应在u=umin时确定Dmax值,Dmax随u
3、升高而减小步骤6确定初级纹波电流IR与初级峰值电流IP的比值KRP,KRP=IR/IPu(V)KRP最小值(连续模式)最大值(不连续模式)固定输入:100/1150.41通用输入:85~2650.41固定输入:230±350.61步骤7确定初级波形的参数①输入电流的平均值IAVG②初级峰值电流IP③初级脉动电流IR④初级有效值电流IRMS步骤8根据电子数据表和所需IP值选择TOPSwitch芯片①考虑电流热效应会使25℃下定义的极限电流降低10%,所选芯片的极限电流最小值ILIMIT(min)应满足:0.9ILIMIT(min)≥IP步骤9和10计算芯片结温Tj①按下式结算:T
4、j=[I2RMS×RDS(ON)+1/2×CXT×(VImax+VOR)2f]×Rθ+25℃式中CXT是漏极电路结点的等效电容,即高频变压器初级绕组分布电容②如果Tj>100℃,应选功率较大的芯片步骤11验算IP IP=0.9ILIMIT(min)①输入新的KRP且从最小值开始迭代,直到KRP=1②检查IP值是否符合要求③迭代KRP=1或IP=0.9ILIMIT(min) 步骤12计算高频变压器初级电感量LP,LP单位为μH 步骤13选择变压器所使用的磁芯和骨架,查出以下参数:①磁芯有效横截面积Sj(cm2),即有效磁通面积.②磁芯的有效磁路长度
5、l(cm)③磁芯在不留间隙时与匝数相关的等效电感AL(μH/匝2)④骨架宽带b(mm)步骤14为初级层数d和次级绕组匝数Ns赋值①开始时取d=2(在整个迭代中使1≤d≤2)②取Ns=1(100V/115V交流输入),或Ns=0.6(220V或宽范围交流输入)③Ns=0.6×(VO+VF1)④在使用公式计算时可能需要迭代 步骤15计算初级绕组匝数Np和反馈绕组匝数NF①设定输出整流管正向压降VF1②设定反馈电路整流管正向压降VF2③计算NP ④计算NF 步骤16~步骤22设定最大磁通密度BM、初级绕组电流密度J、磁
6、芯的气隙宽度δ,进行迭代.①设置安全边距M,在230V交流输入或宽范围输入时M=3mm,在110V/115V交流输入时M=1.5mm.使用三重绝缘线时M=0②最大磁通密度BM=0.2~0.3T 若BM>0.3T,需增加磁芯的横截面积或增加初级匝数NP,使BM在0.2~0.3T范围之内.如BM<0.2T,就应选择尺寸较小的磁芯或减小NP值.③磁芯气隙宽度δ≥0.051mmδ=40πSJ(NP2/1000LP-1/1000AL) 要求δ≥0.051mm,若小于此值,需增大磁芯尺寸或增加NP值.④初级绕组的电流密度J=(4~10)A/mm2若J>10A/mm2,应选较粗的导线并配以较
7、大尺寸的磁芯和骨架,使J<10A/mm2.若J<4A/mm2,宜选较细的导线和较小的磁芯骨架,使J>4A/mm2;也可适当增加NP的匝数.⑤确定初级绕组最小直径(裸线)DPm(mm)⑥确定初级绕组最大外径(带绝缘层)DPM(mm)⑦根据初级层数d、骨架宽带b和安全边距M计算有效骨架宽带be(mm) be=d(b-2M)然后计算初级导线外径(带绝缘层)DPM:DPM=be/NP步骤23确定次级参数ISP、ISRMS、IRI、DSM、DSm①次级峰值电流ISP(A)ISP=IP×(NP/NS)②