常用的開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)公式分享-KIA MOS管

開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)公式

MOSFET開(kāi)關(guān)管工作的ZD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(shí)反射電壓為135V；VminDC為整流后的ZD直流電壓； VDS為MOSFET功率管導(dǎo)通時(shí)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(kāi)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(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率；Bm為磁芯ZD磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T(mén)；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(duì)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(zhǎng)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(shí)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：

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(kāi)關(guān)管的選擇

開(kāi)關(guān)管的ZX電壓應(yīng)力UDS

一般選擇DS間擊穿電壓應(yīng)比式計(jì)算值稍大的MOSFET功率管。

繞組電阻值R：

MUT為平均每匝導(dǎo)線長(zhǎng)度（cm）； N為導(dǎo)線匝數(shù)；為20℃時(shí)導(dǎo)線每cm的電阻值（μΩ）。

原、副邊繞組電阻值可通過(guò)求繞組電阻值R的公式求出，當(dāng)求原邊繞組銅耗時(shí)，電流用原邊峰值電流IPK來(lái)計(jì)算；求副邊繞組銅耗時(shí)，電流用輸出電流Io來(lái)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(duì)于雙極性開(kāi)關(guān)變壓器，磁芯損耗PC：

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(duì)于單極性開(kāi)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(kāi)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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