利用計算機設(shè)計單片開關(guān)電源的方法與步驟

[步驟8]根據(jù)電子數(shù)據(jù)表格和所需IP值，選擇TOPSwitch芯片

（1）所選極限電流最小值ILIMIT(min)應(yīng)滿足

0.9ILIMIT(min)≥IP（6）

（2）若芯片散熱不良，則選功率稍大些的芯片。

[步驟9和步驟10]計算芯片的結(jié)溫Tj

（1）計算結(jié)溫TjTj=〔IRMS2×RDS(ON)＋CXT(UImax＋UOR)2f〕·

RθA＋25℃（7）

式中：CXT是漏極結(jié)點的等效電容。括號內(nèi)第二項代表當(dāng)交流輸入電壓較高時，由于CXT不斷被充放電而引起的開關(guān)損耗，可用PCXT表示。

（2）計算過程中若發(fā)現(xiàn)Tj>100℃，應(yīng)選功率較大的TOPSwitch芯片。

[步驟11]驗算IP

IP=0.9ILIMIT(min)（8）

（1）輸入新的KRP值且從最小值開始迭代，直到

KRP=1.0。

（2）檢查IP值是否符合要求。

（3）迭代KRP=1.0或IP=0.9ILIMIT（min)。

[步驟12]計算初級電感量LPLP=·（9）

式中：LP的單位取μH。

[步驟13]選擇磁芯與骨架并確定相關(guān)參數(shù)

從廠家提供的磁芯數(shù)據(jù)表中查出適合該輸出功率的磁芯型號，以及有效截面積（SJ）、有效磁路長度（l）、等效電感（AL）、骨架寬度（b）等參數(shù)值。

[步驟14]設(shè)定初級層數(shù)d和次級匝數(shù)NS的初始值

設(shè)定d=2層。當(dāng)U=85V～265V時取NS=0.6匝；再用迭代法計算NS；亦可根據(jù)次級每伏匝數(shù)和UF1值，直接計算NS值（參見步驟15）。

在步驟15至步驟22中必須確定高頻變壓器的9個主要參數(shù)：初級電感量LP，磁芯氣隙寬度δ，初級匝數(shù)NP，次級匝數(shù)NS，反饋繞組匝數(shù)NF，初級裸導(dǎo)線直徑DPm，初級導(dǎo)線外徑DPM，次級裸導(dǎo)線直徑DSm和次級導(dǎo)線外徑DSM。上述參數(shù)中，除LP可直接用公式單獨計算外，其余參數(shù)都是互相關(guān)聯(lián)的，因此通常從次級匝數(shù)開始計算。另外鑒于反饋繞組上的電流很?。ㄒ话阈∮?0mA），對其線徑要求不嚴(yán)，因此不需計算導(dǎo)線的內(nèi)、外直徑。

[步驟15]計算次級匝數(shù)NS

對于230V或?qū)挿秶斎霊?yīng)取0.6匝/V，現(xiàn)已知UO=7.5V，考慮到在次級肖特基整流管上還有0.4V的正向壓降UF1，因此次級匝數(shù)為(UO＋UF1)×0.6=4.74匝。由于次級繞組上還存在導(dǎo)線電阻，也會形成壓降，實取NS=5匝。下面就以該數(shù)據(jù)作為初始值分別計算其余7個參數(shù)。

[步驟16]計算初級匝數(shù)NPNP=NS×（10）

將UOR=85V，UO=7.5V，UF1=0.4V，NS=5匝一同代入式（10），計算出NP=53.8匝。實取54匝。

[步驟17]計算反饋繞組匝數(shù)NFNF=NS×（11）

將NS=5匝，UFB=10.4V，UF2=0.7V，UO=7.5V，UF1=0.4V代入式（11），計算出NF=7.03匝。實取7匝。

[步驟18]根據(jù)初級層數(shù)d、骨架寬度b和安全邊距M，計算有效骨架寬度bE（單位是mm）

bE=d(b－2M)（12）

將d=2，b=8.43mm，M=0代入式（12），求得bE=16.86mm。

再計算初級導(dǎo)線的外徑（帶絕緣層）DPMDPM=（13）

將bE=16.86，NP=54匝代入式（13），求得DPM=0.31mm?？鄢崞ず舐銓?dǎo)線的內(nèi)徑DPm=0.26mm。

[步驟19]驗證初級導(dǎo)線的電流密度J是否滿足初級有效值電流IRMS=0.32A之條件J==（14）

將DPm=0.26mm、IRMS=0.32A代入式（14），得到J=6.06A/mm2。電子數(shù)據(jù)表格中實取6.17A/mm2。

若J>10A/mm2，應(yīng)選較粗的導(dǎo)線和較大的磁芯骨架，使J10A/mm2。若J4A/mm2，應(yīng)選較細(xì)的導(dǎo)線和較小的磁芯骨架，使J>4A/mm2；亦可適當(dāng)增加NP的匝數(shù)。

[步驟20]計算磁芯中的最大磁通密度BMBM=（15）

將IP=0.74A，LP=623μH，NP=54匝，磁芯有效橫截面積SJ=0.41cm2代入式（15），計算出BM=0.2082T。電子數(shù)據(jù)表中實取0.2085T。

需要指出，若BM>0.3T，則需增加磁芯的橫截面積或增加初級匝數(shù)，使BM在0.2～0.3T范圍之內(nèi)。如BM0.2T，就應(yīng)選擇較小的磁芯或減小NP值。

[步驟21]計算磁芯的氣隙寬度δδ=40πSJ（16）

式中δ的單位是mm。將SJ=0.41cm2，NP=54匝，LP=623μH，磁芯不留間隙時的等效電感AL=2.4μH／匝2代入式（16），計算出δ=0.22mm。氣隙δ應(yīng)加在磁芯的磁路中心處，要求δ≥0.051mm。若δ小于此值，需增大磁芯尺寸或者增加NP值。

[步驟22]計算留有氣隙時磁芯的等效電感ALGALG=（17）

將LP=623μH，NP=54匝，代入式（17），得到ALG=0.214μH／匝2。電子數(shù)據(jù)表中實取0.215μH／匝2。

需要說明兩點：

（1）ALG值必須在選好NP值以后才能確定。