【干貨】建議收藏！電源設(shè)計常用公式解析

做電源設(shè)計要用到的公式繁多，作為工程師難免偶爾在某一公式上卡殼。今天就讓我們一起來復(fù)習(xí)一下電源設(shè)計最常用的10個公式吧！

MOSFET開關(guān)管工作的最大占空比Dmax

MOSFET開關(guān)管工作的最大占空比Dmax：

式中：Vor為副邊折射到原邊的反射電壓，當(dāng)輸入為AC 220V時反射電壓為135V；VminDC為整流后的最低直流電壓；VDS為MOSFET功率管導(dǎo)通時D與S極間電壓，一般取10V。

變壓器原邊繞組電流峰值IPK

變壓器原邊繞組電流峰值IPK為：

式中：η為變壓器的轉(zhuǎn)換效率；Po為輸出額定功率，單位為W。

變壓器原邊電感量LP

變壓器原邊電感量LP為：

式中：Ts為開關(guān)管的周期(s)；LP單位為H。

變壓器的氣隙lg

變壓器的氣隙lg為：

式中：Ae為磁芯的有效截面積(cm2)；△B為磁芯工作磁感應(yīng)強度變化值(T)；Lp單位取H，IPK單位取A，lg單位為mm。

變壓器磁芯

反激式變換器功率通常較小，一般選用鐵氧體磁芯作為變壓器磁芯，其功率容量AP為:

式中：AQ為磁芯窗口面積，單位為cm2；Ae為磁芯的有效截面積，單位為cm2；Po是變壓器的標(biāo)稱輸出功率，單位為W；fs為開關(guān)管的 開關(guān)頻率；Bm為磁芯最大磁感應(yīng)強度，單位為T；δ為線圈導(dǎo)線的電流密度，通常取200～300A/cm2，η是變壓器的轉(zhuǎn)換效率；Km為窗口填充系數(shù)， 一般為0、2~0、4；KC為磁芯的填充系數(shù)，對于鐵氧體為1、0。

根據(jù)求得的AP值選擇余量稍大的磁芯，一般盡量選擇窗口長寬之比較大的磁芯，這樣磁芯的窗口有效使用系數(shù)較高，同時可以減少漏感。

變壓器原邊匝數(shù)NP

變壓器原邊匝數(shù)NP:

式中：△B為磁芯工作磁感應(yīng)強度變化值(T)，Ae單位為cm2，Ts單位為s。

變壓器副邊匝數(shù)NS

變壓器副邊匝數(shù)NS：

式中：VD為變壓器二次側(cè)整流二極管導(dǎo)通的正向壓降。

功率開關(guān)管的選擇

功率開關(guān)管的選擇：

開關(guān)管的最小電壓應(yīng)力UDS。一般選擇DS間擊穿電壓應(yīng)比式(9)計算值稍大的MOSFET功率管。

繞組銅耗PCU

繞組銅耗PCU：

原、副邊繞組電阻值可通過求繞組電阻值R的公式求出，當(dāng)求原邊繞組銅耗時，電流用原邊峰值電流IPK來計算;求副邊繞組銅耗時，電流用輸出電流Io來計算。

磁芯損耗

磁芯損耗取決于工作頻率、工作磁感應(yīng)強度、電路工作狀態(tài)和所選用的磁芯材料的性能。對于雙極性開關(guān)變壓器，磁芯損耗PC：

式中：Pb為在工作頻率、工作磁感應(yīng)強度下單位質(zhì)量的磁芯損耗(W/kg); Gc為磁芯質(zhì)量(Kg)。對于單極性開關(guān)變壓器，由于磁芯工作于磁滯回線的半?yún)^(qū)，所以磁芯損耗約為雙極性開關(guān)變壓器的一半。變壓器總損耗為總銅耗與磁芯損耗之和。

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