開關電源設計步驟

步驟1 確定開關電源的基本參數(shù)

① 交流輸入電壓最小值umin

② 交流輸入電壓最大值umax

③ 電網(wǎng)頻率Fl 開關頻率f

④ 輸出電壓VO(V):已知

⑤ 輸出功率PO(W):已知

⑥ 電源效率η:一般取80%

⑦ 損耗分配系數(shù)Z:Z表示次級損耗與總損耗的比值,Z=0表示全部損耗發(fā)生在初級,Z=1表示發(fā)生在次級.一般取Z=0.5

步驟2 根據(jù)輸出要求,選擇反饋電路的類型以及反饋電壓VFB

步驟3 根據(jù)u,PO值確定輸入濾波電容CIN、直流輸入電壓最小值VImin

① 令整流橋的響應時間tc=3ms

② 根據(jù)u,查處CIN值

③ 得到Vimin

確定CIN,VImin值

u(V) PO(W) 比例系數(shù)(μF/W) CIN(μF) VImin(V)

固定輸入:100/115 已知 2~3 (2~3)×PO ≥90

通用輸入:85~265 已知 2~3 (2~3)×PO ≥90

固定輸入:230±35 已知 1 PO ≥240

















步驟4 根據(jù)u,確定VOR、VB

① 根據(jù)u由表查出VOR、VB值

② 由VB值來選擇TVS

u(V) 初級感應電壓VOR(V) 鉗位二極管         反向擊穿電壓VB(V)



固定輸入:100/115 60 90

通用輸入:85~265 135 200

固定輸入:230±35 135 200















步驟5 根據(jù)Vimin和VOR來確定最大占空比Dmax



         

① 設定MOSFET的導通電壓VDS(ON)

② 應在u=umin時確定Dmax值,Dmax隨u升高而減小

步驟6 確定初級紋波電流IR與初級峰值電流IP的比值KRP,KRP=IR/IP

u(V) KRP

最小值(連續(xù)模式) 最大值(不連續(xù)模式)

固定輸入:100/115 0.4 1

通用輸入:85~265 0.4 1

固定輸入:230±35 0.6 1

步驟7 確定初級波形的參數(shù)

① 輸入電流的平均值IAVG



② 初級峰值電流IP



③ 初級脈動電流IR

④ 初級有效值電流IRMS



步驟8 根據(jù)電子數(shù)據(jù)表和所需IP值 選擇TOPSwitch芯片

① 考慮電流熱效應會使25℃下定義的極限電流降低10%,所選芯片的極限電流最小值ILIMIT(min)應滿足:0.9 ILIMIT(min)≥IP

步驟9和10 計算芯片結溫Tj

① 按下式結算:

Tj＝[I2RMS×RDS(ON)+1/2×CXT×(VImax+VOR) 2 f ]×Rθ+25℃

式中CXT是漏極電路結點的等效電容,即高頻變壓器初級繞組分布電容

② 如果Tj>100℃,應選功率較大的芯片

步驟11 驗算IP IP=0.9ILIMIT(min)

① 輸入新的KRP且從最小值開始迭代,直到KRP=1

② 檢查IP值是否符合要求

③ 迭代KRP=1或IP=0.9ILIMIT(min)

步驟12 計算高頻變壓器初級電感量LP,LP單位為μH

         

步驟13 選擇變壓器所使用的磁芯和骨架,查出以下參數(shù):

① 磁芯有效橫截面積Sj(cm2),即有效磁通面積.

② 磁芯的有效磁路長度l(cm)

③ 磁芯在不留間隙時與匝數(shù)相關的等效電感AL(μH/匝