AC-DC反激式电源的详细参数计算
反激开关电源参数计算
反激开关电源参数计算1.输入电压的确定输入电压一般是由电网提供,常见的有220V交流电压和110V交流电压。
在设计反激开关电源时,需要根据实际应用环境和设备要求来确定输入电压。
2.输出电压的确定输出电压是根据实际需要来确定的,一般为直流电压。
在确定输出电压时,需要考虑设备的工作电压范围和设备对电源质量的要求。
3.功率的确定功率是反激开关电源的重要参数之一,它决定着电源所能提供的最大输出功率。
功率的确定需要综合考虑设备的负载需求和电源的能力,一般可以通过测量设备的功率消耗来确定。
4.电流的确定电流是反激开关电源输出的电流大小,它与功率有一定的关系。
一般来说,电流越大,功率也就越大。
在计算电流时,需要综合考虑负载的电流需求和电源的能力。
除了以上常规参数外,还有一些需要考虑的特殊参数。
比如开关频率、输出纹波、效率等。
开关频率指的是反激开关电源的工作频率,它决定了电源输出的稳定性和抗干扰能力。
一般来说,开关频率越高,电源的稳定性和抗干扰能力越好,但对元器件的要求也越高。
输出纹波是指反激开关电源输出电压的纹波幅度,它与输出电容器和输出滤波电感器的选取有关。
输出纹波越小,表示电源输出的稳定性越好。
效率是指反激开关电源输出的功率与输入的功率之比,它决定了电源的能量利用效率。
一般来说,效率越高,电源的能量损耗越小。
在进行反激开关电源参数计算时,需要综合考虑负载的需求、电源的能力以及其他特殊要求,进行合理的设计和选择。
同时,还要根据实际情况对参数进行优化和调整,确保电源的性能和可靠性。
反激式开关电源的电路设计与参数计算_陈建林
反激式开关电源的电路设计与参数计算_陈建林
一、反激式开关电源的电路设计
据报道,反激式开关电源可以提供高效率、小型体积和低成本的解决方案,它在电脑、消费电子产品以及数字电路系统中应用较为广泛。
反激式开关电源是指在典型的AC/DC转换过程中,通过开关电路,从交流电源抽取能量进行直流转换的电路。
下面将详细介绍反激式开关电源的电路设计。
(1)反激式开关电源电路的主要组件
交流输入电路:交流输入电路是反激式开关电源电路的起始模块,它的功能是把电源电压提供给其他组件。
开关功率电路:开关功率电路的最重要的组件是开关元件,它们是把AC输入电压装入到电源系统中的基础,通常可以使用MOSFET、差动管、晶闸管等。
控制电路:控制电路是反激式开关电源电路的关键组件,它的功能是控制开关管的开合以实现输入电压的正常转换。
一般来说,控制电路通过一系列的电路元件,如比较器、占空比调节器、稳压器、脉冲发生器和定时器等实现诸如占空比调节,稳压、启动和保护等功能。
反激变压器设计实例
I2 SRMS
− IO2
= 1.3( A)
副边交流电损耗: Pac2 = I ac22 * Rac2 = 0.073(W )
副边绕组线圈总损耗: P2 = Pdc2 + Pac2 = 0.113(W )
总的线圈损耗: Pw = P1 + P2 = 0.153(W ) 2)磁芯损耗:
峰值磁通密度摆幅: ∆B = BMAX K RP = 0.1(T ) 2
原边交流电流分量有效值: Iac1 =
I2 RMS
− I AVG 2
= 0.107( A)
原边交流电损耗: Pac1 = I ac12 * Rac1 = 0.0229(W )
原边绕组线圈总损耗: P1 = Pdc1 + Pac1 = 0.04(W )
副边直流电阻: Rdc2 = ρ * l = 0.04(Ω) A
7
5
原边导线厚度与集肤深度的比值: Q = 0.83d d / s = 0.5678 ∆
d为原边漆包线直径0.23mm,s为导线中心距0.27mm, ∆ 为集肤深度0.31mm。 原边交流电阻与直流电阻比:由于原边采用包绕法,故原边绕组层数可按两层考虑,根据上
式所求的Q值,查得 Fr = Rac1/ Rdc1 ≈ 1 。 原边交流电阻: Rac1 = Rdc1× Fr = 1.993(Ω)
选择磁芯材料为铁氧体,PC40。
4、选择磁芯的形状和尺寸:
在这里用面积乘积公式粗选变压器的磁芯形状和尺寸。具体公式如下:
反激变压器工作在第一象限,最高磁密应留有余度,故选取BMAX=0.3T,反激变压器的系数 K1=0.0085(K1是反激变压器在自然冷却的情况下,电流密度取420A/cm2时的经验值。)
反激变压器设计实例
⎡ 0.4 × π × N P 2 × AE LE ⎤ 气隙长度: Lg = ⎢ − ⎥ × 10 = 0.1(mm) LP × 100 µr ⎦ ⎣
6、选择绕组导线线径: 变压器有效的骨架宽度: BWE = LX × [BW − (2 × M )] = 31.6(mm)
LX为原边绕组层数,在这里采用4层。
Fr = Rac1 / Rdc1 ≈ 1.1 。
副边交流电阻: Rac 2 = Rdc 2 × Fr = 0.0434(Ω) 副边交流电流分量有效值: Iac 2 = I SRMS − I O = 1.3( A)
2 2
副边交流电损耗: Pac 2 = I ac 2 * Rac 2 = 0.073(W )
4
M为线圈每端需要的爬电距离,在这里取2mm。 计算原边绕组导线允许的最大直径(漆包线) OD = :
BW E = 0.29(mm) NP
根据上述计算数据可采用裸线径DIA=0.23mm的漆包线绕置,其带漆皮外径为0.27mm, 刚好4层可以绕下。 根据所选线径计算原边绕组的电流密度: J =
4 × I RMS = 3.44( A ) π × DIA 2 BW E − 2 × M = 0.79( mm) NS
2
副边绕组线圈总损耗: P 2 = Pdc 2 + Pac2 = 0.113(W ) 总的线圈损耗: Pw = P1 + P 2 = 0.153(W ) 2)磁芯损耗: 峰值磁通密度摆幅: ∆B =
BMAX K RP = 0.1(T ) 2
磁芯损耗: Pc = Pcv × Ve = 0.003(W )
2
5
原边导线厚度与集肤深度的比值: Q =
0.83d d / s = 0.5678 ∆
反激电源公式推导
.(1)性能指标:输入交流最小电压:V acmin = 120V 输入交流最大电压:V acmax = 253V 输入直流最小电压:V706.1692V V acmin dcmin ?输入直流最大电压:V796.3572V V acmax dcmax ?开关频率:Rt = 8.2K ΩCt = 1nFtt sC R 21f 开关周期:fs = 104kHzsSf 1T 输出电压纹波精度:Vrr = 1% 期望效率:??=0.8主输出额定电压:??o0=5V 主输出额定电流:??o0=1A主输出额定功率:??o 0=??o 0o0=5W辅助输出电压V 1:??o1=12V 辅助输出电流I 1:??o1=0.03A辅助输出功率??o1:??o1=??o 1o1=0.36W 辅助输出电压V 1供芯片启动电压:辅助输出电压V 2:??o2=12V 辅助输出电流I 2:??o2=0.3A辅助输出功率??o2:??o2=??o 2o2=3.6W V 2给图腾柱供电:辅助输出电压V 3:??o3=15V 辅助输出电流I 3:??o3=0.3A辅助输出功率??o3:??o3=??o3o3=4.5W V 3给芯片UC3875供电:P O = P O0 + P O1 + P O2 + P O3 = 13.46WW825.16P P Oi2、占空比和反射电压最大占空比D max = 0.4 T onmax = D max *T S = (3.846*10-6) s反射电压V137.113D 1V D V maxdcmin max ro?开关管最大标称电压V dcnom = V dcmax + V ro = 470.933V 公式反推455.0V V V D dcmin roromax1?832.0V V V D dcmax roromin1?占空比公式推导Vi * D = Vo * ( 1 - D)?dcmax roromin1V V V D 3、变压器初级电感量mH317.1P T 2Tonmax)(V Lpos 2dcmin ????推导过程:minmin in dc U V (1)输入电流平均值m axin OaveU P I (2)峰值电流公式minmax max22in inave PU P D D I I (3)电感公式计算fP D U fU D P D U fI D U Lin in in inin P in 222maxmin minmax maxmin maxmin 4、选择功率开关管(1)开关管最大标称电压V dcnom = V dcmax + V ro = 470.933V 开关管的选择应保证即使有0.3V in 漏感尖峰加在开关管上,对开关管仍然有30%的裕量。
AC-DC反激开关电源实验报告
反激开关电源的设计与调试1.实验目的:掌握反激电路、TOP255YN芯片的使用方法与各元器件的参数计算;掌握各种测试仪器的使用;输入220交流电压,得到12V电压,1.5A电流稳定主输出;副输出5V,1A。
频率f=66KHZ,输出功率23W,输出纹波100mV。
2.实验器材:示波器、负载、输入电源、测温器、万用表。
3.实验内容:(1)反激电路工作原理连续模式初级电流有前沿阶梯且从前沿开始斜坡上升。
在开关管关断期间,次级电流为阶梯上叠加衰减的三角波。
当开关管在下个周期开始导通瞬间,次级仍然维持有电流。
在下一个周期开关管开通时刻,变压器储存能量未完全释放,仍有能量剩余。
三、实验数据分析输入电压为220V 交流,整流后得到Vdc=311V 直流。
MOS 管上电压为Vdc+(Np/Ns )*(Vo+1)=400V 。
(1)变压器设计 占空比:)/)(1()1(8.0)/)(1(on Ns Np Vo Vdc T Ns Np Vo T ++-⨯+==0.4695 初级匝数:fAe Bpk T V N **⨯*⨯=2on o 2p =71匝取72匝 f=66khz 次级匝数:dc on of f 1o p s V T T V N N **+*=)(=8.2匝取9匝 次级峰值电流:=-=)1(o crs Ton Vo P I 2.83A 次级平均电流:csr of f ar I T I *==1.5AVoTon Po Icpr *=25.1=0.337A Top255芯片峰值电流:Ton I I /cpr p ==0.802A过载保护:典型值Ilimit=1.7ARil=12k 时,Ilimit0=61%Ilimit =1.037A (上图左边为百分比)说明:当Ip 大于Ilimit0时,top255停止工作以达到过载保护的效果。
(2)电感设计PoT Ton Vdc Vdc Lp *⨯-=5.22^))(1(=1198.3uH (3)测试数据变压器温度50摄氏度,TOP255温度30摄氏度。
反激电源计算范文
反激电源计算范文反激变换器也称为反激电源,是一种将直流电转换为交流电的电路。
它的特点是电压幅值可以调节,而功率较大,适用于需要较高功率的电子设备。
反激变换器主要由开关管、变压器、输出电容和滤波电感等组成。
本文将详细介绍反激电源的计算方法。
首先,计算反激电源的输出电压。
对于反激变换器,输出电压可以通过调节占空比来实现。
占空比是指开关管每个工作周期中导通时间和关断时间的比值。
反激变换器的输出电压可以通过以下公式计算:Vo = (Vdc * D) / (1 - D)其中,Vo为输出电压,Vdc为输入直流电压,D为占空比。
接下来,计算反激变换器的输入功率。
输入功率可以通过如下公式计算:Pin = Vo * Io其中,Pin为输入功率,Vo为输出电压,Io为输出电流。
计算反激变换器的转换效率。
转换效率表示了反激变换器从输入到输出的能量转换效率,可以通过以下公式计算:η = (Vo * Io) / (Vin * Iin)其中,η为转换效率,Vo为输出电压,Io为输出电流,Vin为输入电压,Iin为输入电流。
计算反激变换器的变压器的变比。
变压器的变比是指输入电压与输出电压之间的比值,可以通过以下公式计算:N = Vdc / Vo其中,N为变压器的变比,Vdc为输入直流电压,Vo为输出电压。
计算反激变换器的开关管的额定电流。
开关管的额定电流是指能够流过开关管的最大电流值,可以通过以下公式计算:Isw = Io / (1 - D)其中,Isw为开关管的额定电流,Io为输出电流,D为占空比。
计算反激变换器的输出电容的容值。
输出电容用于平滑输出电压波形,其容值可以通过以下公式计算:Cout = (Io / △V) * (1 - D) * (Ts / Ton)其中,Cout为输出电容的容值,Io为输出电流,△V为输出电压的纹波值,D为占空比,Ts为开关周期,Ton为开关管导通时间。
计算反激变换器的输出电流的纹波值。
输出电流的纹波值可以通过以下公式计算:△I=(2*Io*D)/(Fs*△Vo)其中,△I为输出电流的纹波值,Io为输出电流,D为占空比,Fs为变换器的开关频率,△Vo为输出电压的纹波值。
反激式开关电源的设计计算
反激式开关电源的设计计算首先,需要明确设计参数:1. 输入电压(Vin):反激式开关电源的输入电压一般为交流电网的标称电压,如220V或110V。
2. 输出电压(Vout):反激式开关电源的输出电压需要满足目标设备的需求,例如5V、12V等。
3. 输出功率(Pout):反激式开关电源的输出功率是根据目标设备的功率需求确定的,一般以瓦(W)为单位。
4. 开关频率(fsw):反激式开关电源的开关频率一般在10kHz到100kHz之间,根据具体需求和性能要求确定。
设计步骤如下:1.计算电流和电压波形:根据输出功率和输出电压,可以计算出输出电流:Iout = Pout / Vout。
同时,可以根据输入和输出的电压波形关系,使用变压器的变比关系计算输入电流波形。
2.选择开关元件:根据开关频率和输出功率,可以选择合适的功率场效应管(MOSFET)作为开关元件。
选择时需要考虑开关速度、导通和截止损耗等因素。
3.选择变压器:根据输入和输出电压的变比,可以选择合适的变压器。
变压器的选择需要考虑输入输出功率、开关频率、能量传输效率等因素。
4.计算电感和电容:通过计算电流波形和电压波形的变化率,可以确定所需的输入和输出电感。
同时,通过计算输出电压的纹波和电流的纹波,可以选择合适的输出电容。
5.设计控制电路:根据输入和输出电压、开关频率以及开关元件的特性,设计合适的控制电路。
常见的控制方案有可变频率、可变占空比等,需要根据具体需求确定。
6.完善保护电路:7.电路仿真和优化:通过电路仿真软件可以对设计的开关电源进行仿真,并对效果进行优化,如进一步降低纹波、提高效率等。
以上是基于反激式开关电源的设计计算的基本步骤,实际设计中还需要考虑其他因素,如电源的稳定性、EMI(电磁干扰)等。
设计计算的具体细节和参数计算可以根据具体的需求和设备要求进行调整和优化。
AC-DC反激式电源解析
AC|DC反激式电源*******AC-DC反激式电源课程设计引言开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IGBT和MOSFET构成。
随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。
目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
1设计分析1.1开关电源的组成部分开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比来调整输出电压。
其电路比较复杂,基本构成如图1所示。
主要由以下5部分构成:①输入整流滤波器:包括从交流电到输入整流滤波器的电路;②功率功率管(VT)及高频变压器(T);③控制电路(PWM调制器),含振荡器、基准电压源、误差放大器和PWM比较器,控制电路能产生脉宽调制信号,其占空比受反馈电路的控制;④输出整流滤波器;⑤反馈电路。
除此之外,还需增加偏置电路、保护电路等。
其中,PWM调制器为开关电源的核心。
1.2开关电源的工作过程交流电网电压进入输入电路后,经输入电路中的线路滤波器、浪涌电流控制电路以及整流电路,变换成直流电压。
其中线路滤波器及浪涌电流控制电路的主要作用是削弱由电网电源线进入的外来噪声以及抑制浪涌电流,整流电路则完成交流到直流的变换,可分为电容输入型和扼流圈输入型两大类,开关电源中通常采用电容输入型。
功率变换电路是整个开关电源的核心器件,它将直流电压变换成高频矩形脉冲电压,其电路主要由开关电路和变压器组成。
开关电路的驱动方式分为自激式和他激式两大类;开关变压器因是高频工作,其铁芯通常采用铁氧体磁芯或非晶合金磁芯;开关晶体管通常采用开关速度高,导通和关断时间短的晶体管,最典型的有功率晶体管(GTR )、功率场效应晶体管(MOSFET )和绝缘栅型双极晶体管(IGBT )等三种。
反激式電源計算公式
反激式電源計算公式Sheet320W圓燈計算吸頂燈及⽜眼燈1,计算次级峰值电流Ipks:Io=(Td/T)Ipsk/2Ipks=Io2/(Td/T)=0.32/0.5=1.2A即Ipks=0.462/0.5=0.4622=1.84A(圓形吸頂燈)2,计算反射电压Vor:根据伏秒平衡VinTon=VorTdVinTon/T=VorTd/TVinD=VorTd/TVor=81V900.45=Vor0.5即Ipks=0.262/0.5=0.2622=1.04A(⽜眼燈)Vor=(Vo+Vf)NN=81/(25.8+0.9)=3.03900.45=Vor0.5Vor=900.452=81V(⽜眼燈及圓形吸頂燈)注:VF值為整流⼆極管的壓降4,计算初级峰值电流(考虑到初级电流⼀部分在转换时的损耗,如吸收中的⼀部分损耗,磁芯损耗,输出电容损耗,次级铜损)初级电流损耗取输出电流的7%3,计算匝⽐NIpk=Ipks(1+7%)/N=1.2(1+7%)/3.03=0.4245,计算初级电感量Vin/L=ΔI/ΔtDCM模式时ΔI等于Ipkvin/L=Ipk/(D/f)L=vinD/f/Ipk=900.45/50K/0.424=1.91mHIpk=Ipks(1+7%)/N=1.84(1+7%)/3.53=0.56A(圓形吸頂燈)6,计算初级圈数Np,Ns(B取0.3mT)NA=NSVA/(Vo+VF)=4722/(25.8+0.9)=39TSNP=LI/(AEB)=1.910.424/(19.30.3)10^3=140TSL=vinD/f/Ipk=900.45/95K/0.56=0.76mH(圓形吸頂燈)現在做貨⽤1.1MH不合時理NS=NP/N=140/3=46.6TS?取47TS时反算473.03=142TSIpk=Ipks(1+7%)/N=1.04(1+7%)/3.3=0.34A(⽜眼燈)NP=LI/(AEB)=0.760.56/(39.60.3)10^3=35.8TS(圓形吸頂燈)現在⽤66TS)(還算合理)NP=LI/(AEB)=1.250.34/(39.60.3)10^3=35.7TS(⽜眼燈)現在⽤66TS)(還算合理)NS=NP/N=35.8/3.3=10.8TS?取10.8TS时反算10.83.3=35.64TS(圓形吸頂燈)現在⽤20TS(還算合理)NS=NP/N=35.8/2.45=14.6TS?取14.6TS时反算14.62.45=35.77TS(圓形吸頂燈)現在⽤20TS(還不太算合理)8,电流检测电阻RcsRcs=Vth_oc/Ipk=0.91/0.424=2.15⽤2.7并11欧电阻9,⼆极管反压=Vin_max/N+Vo=2641.41/3.03+25.8=149V取耐压200V的SF14N=81/(22+0.9)=3.53(⽜眼燈及圓形吸頂燈)現在⽤的是66/22=3N=81/(36+0.9)=2.2(⽜眼燈36V)現在CALL的36V⽤的是49/22=2.27Rcs=Vth_oc/Ipk=0.25/0.34=0.735(⽜眼燈)現準備⽤1.5//1.5=0.75OHM電阻代替Rcs=Vth_oc/Ipk=0.25/0.56=0.446(圓形吸頂燈)現準備⽤1//1=0.5OHM電阻代替10,MOS耐压及漏感尖峰取Vlk75V=Vin_max+Vor+Vlk=373+81+75=529V考虑到功耗选⽤2N60.3001.414/3+22=169V取400V的US1G(圓形吸頂燈及⽜眼燈)3001.414/2.27+36=224V取400V的US1G(如⽤36V的⽜眼燈)3001.414+81+72=580.2V(取2A/800VP2A800)製作⼈:鄒喜軍DATA:2010/11/20L=vinD/f/Ipk=900.45/95K/0.34=1.25mH(⽜眼燈)即Ipks=0.82/0.5=0.822=3.2A(20W圓形吸頂燈)900.8=Vor0.5Vor=900.452=81V(20W圓形吸頂燈)N=81/(22+0.9)=3.537(20W圓形吸頂燈)Ipk=Ipks(1+7%)/N=3.2(1+7%)/3.537=0.968A(20W圓形吸頂燈)L=vinD/f/Ipk=810.45/95K/0.968=0.396mH(20W圓形吸頂燈)NP=LI/(AEB)=0.3960.968/(39.60.3)10^3=32.2TS(圓形吸頂燈)L=vinD/f/Ipk=810.45/50K/0.968=0.75mH(20W圓形吸頂燈將其頻率下級為50KHZ)NS=NP/N=32.2/3.537=9.1TS?取9.1TS时反算9.13.537=32.1867TS(20W圓形吸頂燈)NP=LI/(AEB)=0.750.968/(39.60.3)10^3=61TS(20W圓形吸頂燈將其頻率下級為50KHZ)NS=NP/N=61/3.537=17.2TS?取17.2TS时反算17.23.537=60.8346TS(20W圓形吸頂燈將其頻率下級為50KHZ)。
反激电源计算
Vds ≔ VINmaxDC ⋅ 1.5 = 560.029 Ids ≔ ((2 ⋅ Pout)) ÷ η ÷ VINminDC ÷ Qmax ⋅ 3 = 0.841
Vd ≔ 1.2 ⋅ VINmaxDC ⋅ ⎜⎝⎛― NNps― ⎟⎠⎞ ⋅ 1.5 = 45.824 Ifm ≔ ―((I― out― ⋅ 2))―⋅ 1.5 = 5.455
((1 − Qmax))
OB2353 5V1AUSB充电器计算
三,变压器计算
磁体面积
EE13 ≔ 17
EF16 ≔ 20.1
EE16 ≔ 19.2 EF20 ≔ 33.5
EE19 ≔ 23
EF25 ≔ 51.8
EE22 ≔ 41
EF32 ≔ 83.2
EE2519 ≔ 40 PQ3535 ≔ 196
EE2825 ≔ 86.9 RM14 ≔ 188
BW ≔ 0.28
AE ≔ EE19
⎛
⎛1⎞
⎞ห้องสมุดไป่ตู้
Np ≔ ― ⎜⎝VI― Nm―in― DC― ⋅ ⎜⎝― f― ⋅ 1― 0―−3― ― ⎟⎠ ⋅ Q― ma― x⎟⎠ = 108.55
BW ⋅ AE
峰值电流 初极电感量 初极电感量2
Ipk ≔ Pout ÷ η ÷ VINminDC ÷ Qmax = 0.14
OB2353 5V1AUSB充电器计算
变压器初极线径 变压器次极线径
ϕNp ≔ ‾Ip‾k‾÷‾‾7‾÷‾π‾‾⋅ 2 = 0.16 ϕNs ≔ ‾Io‾u‾t‾÷‾7‾‾÷‾π‾⋅ 2 = 0.426
四.MOS的计算 MOS的Vds电压 MOS的Ids 电流
五.肖特基的计算 肖特基电压
肖特基电流
反激电源计算公式
反激电源计算公式反激电源是开关电源的一种常见拓扑结构,在很多电子设备中都有应用。
要设计一个反激电源,准确的计算公式那可是相当重要。
咱们先来说说反激电源的工作原理哈。
简单来讲,就是在开关管导通的时候,变压器储存能量,开关管截止的时候,变压器把储存的能量释放给负载。
这个过程就像是一个能量的搬运工,一会儿搬进来,一会儿送出去。
那反激电源的计算公式都有哪些呢?比如说,初级峰值电流的计算,这可是个关键的参数。
它的公式是:Ip = 2 * Pout / (η * Vin_min * Dmax) 。
这里面的 Pout 就是输出功率,η 是电源的效率,Vin_min 是输入的最小电压,Dmax 是最大占空比。
再比如说,初级电感量的计算,公式是:Lp = Vin_min * Dmax / (Ip * fsw) 。
这里的 fsw 是开关频率。
给您说个我之前遇到的事儿,有一次我带一个学生做一个小型反激电源的设计项目。
这孩子一开始对这些公式那是一头雾水,怎么讲都不明白。
我就带着他一步一步来,从确定电源的参数,到套用公式计算,再到实际搭建电路测试。
我们先确定了这个电源要给一个小风扇供电,风扇的功率大概是 10 瓦,我们希望效率能达到 80%左右,输入电压是 12 伏到 24 伏。
然后就开始算初级峰值电流,这孩子拿着笔,眼睛盯着公式,嘴里还念念有词。
算出来之后,又接着算初级电感量,这时候他已经有点上手了,自己在那捣鼓,还时不时问我几个小问题。
等把这些关键参数都算出来,开始选元器件,这又是一个考验。
电容、电阻、二极管、开关管,每一个都得选对。
这孩子一开始选的开关管耐压值不够,我提醒他之后,他一拍脑袋,说:“哎呀,老师,我怎么没想到呢!”最后把电路搭好,一测试,嘿,还真成功了!那风扇转得呼呼的,这孩子高兴得不行,我看着也特别有成就感。
咱们再回到反激电源的计算公式哈。
还有次级峰值电流的计算、变压器匝数比的计算等等,每一个公式都有它的作用和意义。
反激式开关电源变压器参数的计算
反激式开关电源变压器参数的计算反激式开关电源是一种高效率、轻便、可靠的电源设计,广泛应用于各种电子设备中。
其中关键的部分就是反激式开关电源变压器。
在设计变压器参数时,需要考虑以下几个方面:输入输出电压、功率、频率、变比、绕组材料和结构。
首先,需要确定输入输出电压。
输入电压通常是交流电压,常见的有220V和110V。
而输出电压则根据实际需要确定,常见的有5V、12V、24V 等。
其次,需要确定功率。
功率是电源的一个关键指标,通常以瓦(W)为单位。
功率大小直接影响到电源的输出能力,是设计变压器参数时必须要考虑的因素。
接下来,需要确定频率。
电源的频率通常是50Hz或者60Hz,取决于所处的地区和实际需求。
然后,需要确定变比。
变比是指输入绕组和输出绕组之间的绕组匝数比例。
根据输入输出电压的关系,可以计算出变比,即输入电压除以输出电压。
变压器的绕组材料也需要进行选择。
通常可以选择铜线或铝线作为绕组材料。
铜线的导电性好,但成本较高;而铝线相对便宜,但导电性稍差。
在实际设计中需要权衡考虑。
最后,还需要设计变压器的结构。
通常的变压器结构有环形、EI型和U型等。
环形结构适用于较小功率的变压器,具有较好的磁路特性和散热条件;EI型结构适用于中等功率的变压器,可实现多个变压器的并联输出;U型结构则适用于大功率的变压器,可实现高效能的输出。
在具体计算变压器参数时,需要根据输入输出电压、功率、频率、变比等参数,结合所选用的绕组材料和结构,进行计算和模拟。
一般来说,可以采用一系列公式进行计算,如变压比的计算、磁链的计算、铜损和铁损的计算等,以求得满足设计要求的变压器参数。
总之,反激式开关电源变压器的参数计算是一个复杂的工作,需要综合考虑各种因素和设计要求。
只有合理选择和计算变压器的参数,才能确保电源的正常工作和可靠性。
反激式开关电源的设计计算
二、AC-DC 变换器的功能框图:
交流 220V 电压经过整流滤波后变成直流电压 V1,再由功率开关管(双极型或 MOSFET)斩波、高频变压 器 T 降压,得到高频矩形波电压,最后通过整流滤波器 D、C2,获得所需要的直流输出电压 Vo。脉宽调制 控制器是其核心,它能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,控制功率开关管的通断状态,来调节输 出电压的高低,达到稳压目的;锯齿波发生器提供时钟信号;利用误差放大器和比较器构成闭环调节系统。
反激式开关电源的设计计算 一、反激式开关电源变换器:也称 Flyback 变换器,是将 Buck/Boost 变换器的电感变为变压器得到的,
因为电路简洁,所用元器件少,成本低,是隔离式变换器中最常用的一种,在 100W 以下 AC-DC 变换中普 遍使用,特别适合在多输出场合。其中隔离变压器实际上是耦合电感,注意同名端的接法,原边绕组和副 边绕组要紧密耦合,而且用普通导磁材料铁芯时必须有气隙,以保证在最大负载电流时铁芯不饱和。
三、设计步骤:
1. 基本参数: 交流输入电压最小值 Umin 交流输入电压最大值 Umax 电网频率 Fa:50Hz 或 60Hz 开关频率 f:大于 20kHz,常用 50kHz~200kHz 输出电压 Vo 输出功率 Po
损耗分配系数 Z:代表次级损耗与总损耗的比值,一般取 0.5 电源效率 k:一般取 75~85%。低电压(5V 以下)输出时,效率可取 75%,高压(12V 以上)输出,效率 可取 85%;中等电压(5V 到 12V 之间)输出,可选 80%。 2. 确定输入滤波电容 Cin: 对于宽范围交流输入(85~265Vac) ,C1/Po 的比例系数取 2~3,即每输出 1W 功率,对应 3uF 电容量 对于 100V/115V 交流固定输入,C1/Po 的比例系数取 2~3,即每输出 1W 功率,对应 3uF 电容量 对于 230V±35V 交流固定输入,C1/Po 的比例系数取 1,即每输出 1W 功率,对应 1uF 电容量 若采用 100V/115V 交流倍压输入方式,需两只容量相同的电容串联,此时 C1/Po 的比例系数取 2 3. 直流输入电压最小值 Vimin 的计算:
反激开关电源设计计算
反激开关电源设计计算反激开关电源是一种常用的电源设计方案,它具有体积小、效率高、成本低等优点,广泛应用于各种电子设备中。
本文将从原理、设计计算、电路图等方面对反激开关电源进行详细介绍。
一、原理反激开关电源是一种采用变压器的开关电源,其基本原理是通过开关管的开关控制,使得输入电压经过变压器变换输出所需的电压。
在正常工作状态下,开关管周期性地打开和关闭,实现能量的转换和传递。
由于反激开关电源采用了变压器,能够实现电压的升降转换,因此在输出电压和电流方面具有较好的稳定性。
二、设计计算反激开关电源的设计需要考虑多个参数,包括输入电压、输出电压、输出电流、开关频率等。
下面将分别介绍这些参数的设计计算方法。
1. 输入电压设计计算输入电压是指反激开关电源的输入电源电压,一般为交流电压。
在设计时,需要根据实际应用需求确定输入电压的范围。
常见的输入电压范围有220V、110V等。
在电源设计中,需要根据输入电压范围选择合适的变压器和电容器等元件。
2. 输出电压设计计算输出电压是指反激开关电源输出的直流电压。
在设计时,需要根据实际应用需求确定输出电压的大小。
常见的输出电压有5V、12V、24V等。
在电源设计中,需要根据输出电压确定变压器的变比,以及选择合适的电容器、电感等元件。
3. 输出电流设计计算输出电流是指反激开关电源输出的直流电流。
在设计时,需要根据实际应用需求确定输出电流的大小。
常见的输出电流有1A、2A、5A等。
在电源设计中,需要根据输出电流确定变压器的功率,以及选择合适的开关管、电感等元件。
4. 开关频率设计计算开关频率是指反激开关电源开关管的开关频率。
在设计时,需要根据实际应用需求确定开关频率的大小。
常见的开关频率有50kHz、100kHz等。
在电源设计中,需要根据开关频率确定开关管的特性,以及选择合适的电容器、电感等元件。
三、电路图下图是一种常见的反激开关电源电路图示例:(这里省略了图片链接)在电路图中,可以看到主要包括输入电路、开关电路、变压器、整流滤波电路和输出电路等部分。
反激式开关电源变压器参数的计算
反激式开关电源变压器参数的计算首先,反激式开关电源变压器有两个主要参数需要计算,即变压器的变比和功率。
一、变压器的变比计算:变压器的变比是指输入电压与输出电压之间的比例关系。
对于反激式变压器,我们需要根据输入电压 Vin 和输出电压 Vout 的关系计算变比。
变比 N = Vout / Vin其中,N 为变比,Vout 为输出电压,Vin 为输入电压。
例如,如果输入电压为220V,输出电压为12V,则变比为:N=12/220=1/18.33≈0.0546二、功率的计算:功率是指单位时间内的能量传输速度,对于反激式开关电源变压器,我们需要计算输入功率和输出功率。
1.输入功率的计算:输入功率可以通过输入电压和输入电流计算得出。
输入功率 Pin = Vin * Iin其中,Pin 为输入功率,Vin 为输入电压,Iin 为输入电流。
2.输出功率的计算:输出功率可以通过输出电压和输出电流计算得出。
输出功率 Pout = Vout * Iout其中,Pout 为输出功率,Vout 为输出电压,Iout 为输出电流。
需要注意的是,输出功率应该小于输入功率,因为变压器存在能量损耗。
三、额定功率计算:额定功率是指变压器能够稳定工作的最大功率,通常是根据设备的功耗需求来确定的。
根据输入功率和输出功率的关系,我们可以计算出额定功率。
额定功率 Prated = min(Pin, Pout)其中,Prated 为额定功率,Pin 为输入功率,Pout 为输出功率,取两者中较小的值作为额定功率。
四、变压器的参数选取:根据反激式开关电源变压器的工作原理和计算结果,我们可以根据需求选择合适的变压器。
需要考虑的参数包括变压器的变比、额定功率、工作频率、绕组电流等。
在选择变压器的过程中,我们需要注意以下几点:1.变比要满足输出电压要求,同时考虑输入电压的变化范围。
2.额定功率要满足设备的功耗需求,同时要考虑变压器的损耗和温升情况。
反激电路参数计算
反激电路参数计算反激电路是常用的电子电路之一,在电源设计、变换器和逆变器等领域广泛应用。
反激电路可以将输入电压变换为所需的输出电压或电流,并通过控制开关管的导通与截止,实现能量的传递和转换。
在进行反激电路设计时,需要计算一些关键参数,从而确保电路的性能和稳定性。
下面将详细介绍反激电路参数的计算方法。
首先,需要计算反激电路的输出功率。
输出功率是指电路能够提供给负载的功率,通常以瓦特(W)为单位表示。
输出功率的计算公式为:P = V_out × I_out其中,P表示输出功率,V_out表示电路的输出电压,I_out表示电路的输出电流。
接下来,需要计算反激电路的输入功率。
输入功率是指电路从电源处吸取的功率,也是指电路总的功率损耗。
输入功率的计算公式为:P_in = V_in × I_in其中,P_in表示输入功率,V_in表示电路的输入电压,I_in表示电路的输入电流。
在反激电路设计中,需要确定变压器的变比。
变压器的变比决定了输入电压和输出电压之间的比值。
变比的计算公式为:N = V_out / V_in其中,N表示变压器的变比,V_out表示电路的输出电压,V_in表示电路的输入电压。
反激电路中还有一个重要的参数是占空比,即开关管导通时间与截止时间的比值。
占空比的计算公式为:D = T_on / (T_on + T_off)其中,D表示占空比,T_on表示开关管导通时间,T_off表示开关管截止时间。
占空比的选择需要满足一定的条件,以保证反激电路的稳定工作。
一般来说,占空比需要小于50%,避免开关管的过渡导通和截止过程中产生大的功率损耗。
另外,反激电路还需要计算开关管的工作频率。
工作频率是指开关管的开关周期,通常以赫兹(Hz)为单位表示。
工作频率的计算公式为:f = 1 / (T_on + T_off)其中,f表示工作频率,T_on表示开关管导通时间,T_off表示开关管截止时间。
反激式开关电源计算公式
反激式开关电源计算公式
一、反激式开关电源简介
反激式开关电源是一种高效率、高精度、低输出阻抗、非常稳定的开
关电源,它的工作原理是,通过PWM(脉宽调制)技术,将一个直流电源
按一定脉冲调制,这样就形成一种模拟DC电源。
反激式开关电源具有输
出功率范围广、满足不同负载需求、响应时间短、效率高、功耗低、失效
率低、启动电流小、稳定性好等特点,因此得到了普遍的应用。
二、反激式开关电源计算
1、输出功率Pout:
输出功率Pout=Vin*Iin
其中,Vin为电源输入电压,Iin为电源输入电流。
计算时,通常要
考虑输出纹波,输出电压Vout、输出电流Iout、功率因素PF(负载因数)等因素,这些因素都会影响输出功率的大小,所以在进行计算时要注意考虑。
2、电源输出纹波THD:
计算电源输出纹波要考虑到电源输出电压Vout、电源输出电流Iout
和负载因数PF等因素,通过计算可以得出电源输出纹波的大小。
公式如下:
THD=(Vout2+Iout2*PF2)/Vout2*100%
其中,Vout为电源输出电压,Iout为电源输出电流,PF为负载因数。
3、功率因数:
PF=Vout2*Iout2/(Vin2*Iin2)
其中,Vout为电源输出电压,Iout为电源输出电流。
反激充电器
反激充电器参数计算:Vin=175-235V(AC)V o=14.1VIo=4Aη≥80%F=82KHz工作在电感电流临界连续状态①Vin(min)=175*1.2=210VVin(max)=235*2=332V②令最大占空比Dmax=0.45③反射电压VfVf=Dmax(min)max 1max Vin D D - =Vo NsNp =210*45.0145.0- =171.82V④原边电感电流峰值ippk :ηPo Pin = Iin(awg)=(min)'Vin Poη =210%804*1.14 =0.419A=21DmaxIppk Ippk=max)(2D awg Iin =45.0419.0*2 =1.492A⑤原边电感量Lpm a x (m i n )D I p p k f I p p k L p V i n =I p p k fD V i n Lp max (min)= =310*82*492.145.0*210- =772.4μHLp 取773μH⑥选取磁芯:EE40Bs=0.39TBr=0.055Tμr=2300Ae=1.28cm 2Aw=1.08cm 2令ΔBm=0.8(Bs-Br)=0.8(0.39-0.055)=0.26取ΔBm=0.25⑦变压器原边线圈匝数NpT D Bm NpAe dt NpAe dt NAedB dt Nd dt d E Vin max Bm (min)∆=∆=====φψ N=3410*82*25.0*10*08.145.0*210max (min)-=∆Bmf Ae D Vin =36.01⑧变压器原副边匝数比nT D Vfwd Vo T D Vin NpNs )1)((max (min)-+= n=Ns Np =Vfwd Vo Vin D D +-(min)*max 1max =11.14210*45.0145.0+- =11.3787⑨变压器副边线圈匝数NsNs=nNp =3787.1101.36 =3.1647取Ns=4匝Np=Ns*n=4*11.387=45.51取Np=46匝n'=NsNp =446 =11.5⑩辅助电源线圈匝数NauxVaux=13.1VNaux=1.1346= 3.51 取Naux=4匝11、原边线径p r m s I =dt t TD Ippk T T D 2max 0)max (1⎰ =3max *max *13322T D T D Ippk T =Ippk3max D =1.492345.0 =0.5778A Ap=J Iprms =0.1284 Dp=πAp4=0.404取Dp=0.47变压器原边0.47mm 漆包线46匝12、副边线径Isrms=3max 1D Ispk- =3max 1D Ippk Ns Np - =7.3467 Ap=JIsrms =5.43467.7 =1.633 Ds=πAp4=1.442取Ds=0.53 2)53.0442.1(=7.4 8股并绕 13、辅助绕组由于流经辅助绕组电流非常小,故取Daux=0.33,4匝。
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AC-DC 反激式电源的详细参数计算
作品:原创 作者:袁利才 收稿时间:2012年11月8日
已知条件:
%;
94%;90;66;120;29;175265max ======变压器整机整机至ηηKHz f W P V U V U out DCout ACin 已知PQ3230的中心柱磁路的有效面积;10169169242m mm A e -⨯==饱和磁感应强度B 在100℃时是3900mT ,反射电压V or 取130V 。
分析:
1、保险丝:V=265*1.5=400V ;I=120/85/0.9*2=3A ;
2、EMI 电感:凭经验,100W 左右选择50u/10mH;
3、整流桥:V=265*1.4*1.25*1.3=600V ;I>3Irms=3*120/120/0.9=3.3=4A ;
4、电解:C=2*Pout=240(选择250uF);V=265*1.3+50=400V ;
5、变压器:
第一问答案))二极管损耗电压(取3333(.41
29130
1max =+=+=
=
V DCout or sm
p U U U N N N
;1015.1515.15661
16s us KHz
f T -⨯===
=
整机
V
U U U U DC AC DC 45.207402175240V)30V min =-⨯=-⨯=至纹波峰峰值(一般
根据伏秒积平衡原理:
;
3852.0333
.4)129(45.207333
.4)129()()();1()(;;)(out out =⨯++⨯+=⨯++⨯+=
-⨯+=⨯+=⨯⨯+=⨯n U U U n U U D D U U D U T T T T n U U T U D out DC D out D DC off on off D on DC
;10836.5836.515.153852.06s us T D T T
T D on on
-⨯==⨯=⨯==>=
匝)
(36819.351016910200010836.545.2076
46
==⨯⨯⨯⨯⨯=•∆•=---e on DC p A B T U N (匝)83077.836
33333.4===>=
=sm sm
sm
p N N N N mJ
J E T P E 9344.1101934.494%
10
15.15120(6-6
-on
=⨯=⨯⨯=
•=储变压器
储一个周期内的储能)
——η
式)A L T U I dt di
L U p
on DC p p
DC (•=∆=>= ;
(23;3(1:3:;222212121式)如右图所示)C I I I I I I I I I I I P P P P P P P P P P P =-=∆==>=-=∆
式)储B I L I L I I L I L I L mJ E P P P P p P P P P P P (4)(2
12121441.932
2222212221∆*==-=-=
=将A 式带入B 式得:
uH
L T U L L T U L mJ E p on DC P P
on DC P 72.7571074502.0)10836.545.207(E ))(
9344.13
2622
=⨯⨯⨯=•=••==--(储
由A 式得:
A L T U I p on DC p 5978.110
72.75710836.545.2076
6
=⨯⨯⨯=•=∆-- A I I I P P P 7989.05978.1222==>==∆
峰值p P P I I I ===3967.2321;
A
I I I I I I D I rms
p P P P p 032.17989.03967.27989.03967.233825
.0)(3
222P22P rms 211rms =⨯++⨯=++=)
( 由于1.032A<1.5A ,考虑余量的选择,所以原边绕线型号选择25.0mm ;
Ton
2
1
6148.03852.01=-=sm D
A I N N I I I N N P sm
p sm p sm
sm
p 3856.103967.2333.4=⨯=•==>=
峰值峰值 A
I A I I I I sm sm sm sm sm 4619.3;3856.103(1:3:22121====>=如右图所示)
A
I I I I I I D I smrms p sm sm sm sm sm 6489.54619.33856.104619.33856.103
6148
.0)(3
222
sm 2sm rms 2121rms =⨯++⨯=++=
)
( 由于5.6489A<6A ,考虑余量的选择,所以副边绕线型号选择22mm 。
6、MOSSFET :电压:市电交流220V 正负20%的误差,转化为直流为1.414的关系,因为反射电压为130V ,所以选择200V ,100V 为余量。
(220+220×20%)×1.414+200+100V=673V ;所以综合考虑选择800V 的MOSSFET 。
电流:I=2.4*3=7.2A,所以选择11A 的mosfet ;
7、输出整流滤波:本设计电源的输出电压是29Vdc ,需要先把变压器变换过来的低压方波整流成直流,然后用铝电解电容储能滤波。
由于整流的工作频率等于功率开关管的开关频率,必须使用具有快速恢复功能的肖特基整流二极管作为输出整流二极管。
输出整流二极管的标称电流(IF)值应为输出直流电流额定值(Io)的3倍以上,即IF1>3Io=5.65*3=17A ,大于17A;
整流管的反向耐压值的计算:输入电压的最高值/匝比=265*1.4/4.33*2=160V ,所以选择200V 肖特基MBR20200。
而整流部分使用的铝电解电容不但容量要大,还要有较低的交流电阻,,否则就无法滤除电流中的高频交流电成分,同时要考虑铝电解电容的封装体积不能过大,降低输出纹波,所以选用标称值470μF/35V*4的铝电解电容。
Toff
2
1。