開關(guān)電源設(shè)計(jì)常用公式

　　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:

　　式中：Ts為開關(guān)管的周期(s);LP單位為H。

　　變壓器的氣隙lg:

　　式中：Ae為磁芯的有效截面積(cm2);　△B為磁芯工作磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)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:

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

　　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

　　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(jì)算值稍大的MOSFET功率管。

　　繞組電阻值R：

　　式中：MUT為平均每匝導(dǎo)線長度(cm); N為導(dǎo)線匝數(shù);
為20℃時導(dǎo)線每cm的電阻值(μΩ)。

　　繞組銅耗PCU為：

　　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(jì)算;求副邊繞組銅耗時，電流用輸出電流Io來計(jì)算。

　　磁芯損耗

　　磁芯損耗取決于工作頻率、工作磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)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。