开关电源参数计算
高频开关电源相关计算公式
1、VDCmin(初级最低直流电压:V)=VIN ∗1.414−30VDCmin=18.0762、IDC(初级平均电流:A)=PO/(η∗VDCmin)IDC= 1.38304933、IPK(初级峰值电流:A)=IDC/((1−0.5KRP)∗Dmax)IPK= 5.40253654、LP(初级电感量:mH)= (VDCmin ∗Dmax)/(IPK ∗f∗KRP)LP=0.02859695、Ve(实效体积:cm3)=Z ∗(((2+KRP)*(2+KRP))/KRP)*(PO/η/F)N此公式选择磁芯规格Ve= 1.58085476、NP(初级匝数:T)=(LP ∗IPK)/(△B ∗Ae)此公式确定初级最少匝数NP=19.3119667、VOR(反射电压:V)=(VDCmin ∗Dmax)/(1−Dmax)VOR=12.0506678、n(初次级匝数比)=VOR/(VO+VD)n= 2.07770119、NS(次级匝数:T)=NP/n 此公式确定次级匝数NS=9.294871810、NF(辅助绕组匝数)= (VCC+VD)∗NS/(VO+VD)此公式确定辅助绕组匝数NF= 1.282051311、VOR=NP ∗(VO+VD)NS ; Dmax(验正)=VOR/(VOR+VDCmin)此公式主要是验收正以上取值是否正确VOR=12.050667Dmax=0.412、IS(次级平均电流:A)=PO/VO/(1−Dmax)IS= 6.666666713、IP(次级峰值电流:A)=IS/n IP= 3.2086745此公式确定次级线径14、Ds(次级线径:mm3)=IS√( 4/(3.14∗JS))DS= 3.762217715、Dp(初级线径:mm3)=IP√( 4/(3.14∗JP))此公式确定初级线径DP= 1.810759816、DSn(次级线根数)=DS/DFDSn=9.4055441此公式确定次级线根数17、DPn(初级线根数)=DP/DFDPn= 4.5268994此公式确定初级线根数18、Bmax(饱和磁通密度验证)=(LP∗IPK)/(NP∗Ae)此公式主要是验收正以上取值是否正确Bmax=0.2MOSTFET的额定耐压:Vmos=Vdcmax+Vsnubber+Vstary inductance+Vmargin Vstary inductance:由漏感引起的尖峰电压。
开关电源参数计算精
1.原理图2.技术指标(1 输入电压:185V AC~240VAC(2输出电压1:+5VDC,额定电流1A,最小电流750mA ; (3输出电压2:+12VDC, 额定电流1A,最小电流100mA ; (4输出电压3:-12VDC ,额定电流1A,最小电流100mA ; (5输出电压4:+24VDC,额定电流1.5A,最小电流250mA ;(6输出电压纹波:+5V,±12V :最大100mV (峰峰值;+24V:最大250mV (峰峰值(7输出精度:+5V,±12V撮大± 5%; +24V:最大± 10%; (8效率:大于80% 3.参数计算(1输出功率:5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =x + xx +x = (3-1 (2 输入功率:6581.2580%0.8out in P WP W ===(3-2 (3直流输入电压:采用单相桥式不可控整流电路(max240VAC 1.414=340VDCin V =x (3-3 (min185VAC 1.414=262VDCin V =x (3-4 (4最大平均电流:(m a x(m i n 81. 250. 31262inin in P W I A V V=(3-5(5最小平均电流: (min(max 81.250.24340 in in in P WI A V ==(3-6 (6峰值电流:可以采用下面两种方法计算,本文采用式(3-8的方法。
(minmax (min(min225581.251.550.4262out out out Pk C in in in P P P W I I A V D V V V x =====x (3-7 min 5.55.581.251.71262out Pk C in P W I I A V V x ==(3-8 (7 散热:基于MOSFET的反激式开关电源的经验方法:损耗的35%是由MOSFET产生, 60%是由整流部分产生的。
开关电源rc吸收电路参数计算
开关电源rc吸收电路参数计算开关电源是一种高效、可靠、稳定的电源,被广泛应用于电子设备、通讯设备、医疗设备、工业自动化等领域。
在开关电源的设计中,RC吸收电路是常用的一种技术,参数的计算对于设计和优化电路至关重要。
1. RC吸收电路的作用在开关电源的设计中,RC吸收电路主要用来保护开关管(MOS管或IGBT)和二极管,减小开关管和二极管反向电压的峰值,降低开关管和二极管的电压应力,延长它们的寿命。
另外,它还能够抑制高频噪声和EMI干扰,在一定程度上提高系统的稳定性和可靠性。
2. RC吸收电路的参数计算在RC吸收电路的设计中,参数的选择与计算直接影响吸收电路的效果和性能。
以下是RC吸收电路的主要参数和计算方法:(1)电容C的计算:根据开关管的额定电压和额定电流以及开关频率,选择合适的电容C。
一般来说,C=I/(2πfΔV),其中I为负载电流,f为开关频率,ΔV为开关管的额定电压。
(2)电阻R的计算:根据电容C、开关频率和电阻R的值,确定阻尼系数,选择合适的电阻R。
一般来说,R=2πfC/4ξΔV,其中ξ为阻尼系数,取值范围在0.4~1之间。
(3)二极管的额定反向电压:根据开关变化时反向电压的最大值和超过额定反向电压的时间,选择合适的二极管。
3. RC吸收电路的优化在RC吸收电路的设计中,不仅要选择合适的参数,还要注意优化电路的性能和效果。
以下是RC吸收电路的优化方法:(1)调整电阻R的值:根据实际情况调整电阻R的值,使开关管和二极管的反向电压峰值和时间达到合适的范围。
(2)选择合适的二极管:根据反向电压峰值和时间,选择合适的二极管,减小开关管和二极管的反向电压应力。
(3)增加电容C的值:增加电容C的值,可以降低开关管和二极管的反向电压峰值,提高系统的稳定性和可靠性。
(4)优化开关频率:适当调整开关频率,可以提高系统的效率和性能,降低电磁干扰和噪声。
4. 总结RC吸收电路是开关电源设计中常用的一种技术,对于保护开关管和二极管,提高系统的稳定性和可靠性具有重要作用。
开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总
开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总在开关电源设计中,有几个常用的计算公式可以帮助工程师进行准确的设计,以下是几个常用的计算公式的汇总:1.电容选择计算公式:开关电源中的电容主要用于滤波和储能,电容的选择需要考虑到输出的纹波电压、负载变化和效率等因素。
常见的电容选择公式如下:C=(ΔV×I)/(f×δV)其中,C是所需的电容容值,ΔV是允许的输出纹波电压,I是负载电流,f是开关频率,δV是峰值纹波电压。
2.电感选择计算公式:电感主要用于存储能量和滤波,选择适当的电感能够提高开关电源的效率。
电感选择的计算公式如下:L = ((Vin - Vout) × D × τ) / (Vout × Iout)其中,L是所需的电感值,Vin是输入电压,Vout是输出电压,D是占空比,τ是瞬态时间,Iout是负载电流。
3.开关频率计算公式:开关频率是开关电源设计中重要的参数,可以影响到效率、尺寸和成本等因素。
开关频率的计算公式如下:f = (Vin - Vout) / (Vout × L × Iout)其中,f是所需的开关频率,Vin是输入电压,Vout是输出电压,L是选择的电感值,Iout是负载电流。
4.整流二极管选择计算公式:整流二极管用于将开关电源的交流输出转换为直流输出,选择适当的整流二极管可以减少功耗和散热。
整流二极管选择的计算公式如下:Iavg = (Iout × η) / (1 - η)其中,Iavg是整流二极管的平均电流,Iout是负载电流,η是开关电源的效率。
5.功率开关管选择计算公式:功率开关管主要用于开关转换和功率调节,选择适当的功率开关管可以提高效率和可靠性。
功率开关管选择的计算公式如下:Pd = (Vin - Vout) × Iout / η - Vout × Iout其中,Pd是功率开关管的功耗,Vin是输入电压,Vout是输出电压,Iout是负载电流,η是开关电源的效率。
开关电源参数计算
(1)输入电压:185V AC~240V AC(2)输出电压1:+5VDC ,额定电流1A ,最小电流750mA ; (3)输出电压2:+12VDC ,额定电流1A ,最小电流100mA ; (4)输出电压3:-12VDC ,额定电流1A ,最小电流100mA ; (5)输出电压4:+24VDC ,额定电流1.5A ,最小电流250mA ;(6)输出电压纹波:+5V ,±12V :最大100mV (峰峰值);+24V :最大250mV (峰峰值)(7)输出精度:+5V ,±12V :最大± 5%;+24V :最大± 10%; (8)效率:大于80% 3. 参数计算 (1)输出功率:5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =⨯+⨯⨯+⨯= (3-1)(2)输入功率:6581.2580%0.8out in P WP W === (3-2) (3)直流输入电压:采用单相桥式不可控整流电路(max)240VAC 1.414=340VDC in V =⨯ (3-3) (min)185VAC 1.414=262VDC in V =⨯ (3-4)(4)最大平均电流:(max)(min)81.250.31262in in in P WI A V V=== (3-5) (5)最小平均电流:(min)(max)81.250.24340in in in P WI A V === (3-6) (6)峰值电流:可以采用下面两种方法计算,本文采用式(3-8)的方法。
(min)max (min)(min)225581.25 1.550.4262out out out Pk C in in in P P P WI I A V D V V V ⨯======⨯ (3-7)min 5.5 5.581.25 1.71262out Pk C in P WI I A V V⨯==== (3-8) (7)散热:基于MOSFET 的反激式开关电源的经验方法:损耗的35%是由MOSFET 产生,60%是由整流部分产生的。
开关电源参数计算
开关电源参数计算开关电源是一种将输入电压按照一定的方式进行变换和调节,得到一定输出电压和电流的电源设备。
它具有高效率、小体积和大功率特点,在现代电子设备中广泛应用。
开关电源的参数计算是设计开关电源过程中的一项核心工作,下面将从输入电压和输出电压、电流的计算以及开关电源的功率和效率计算等多个方面进行详述。
一、输入电压和输出电压的计算:1.输入电压计算:开关电源的输入电压一般通过交流电源转换得到。
在计算输入电压时,需要根据实际使用情况来确定。
常见的输入电压有220VAC和110VAC两种,可以根据实际需求来选择。
2.输出电压计算:输出电压是开关电源的主要参数之一,根据实际需求来确定。
一般情况下,输出电压为12V、24V、48V等常见的数值。
根据所驱动的设备对电压的要求来确定输出电压的数值。
二、输出电流计算:1.设备功率计算:开关电源的输出电流与所驱动的设备功率直接相关。
在计算输出电流时,首先需要确定设备的功率需求。
常见的功率单位为瓦特(W),可以根据设备的额定功率来确定所需的输出电流。
2.电流保护系数计算:在计算输出电流时,还需要考虑到设备的运行可靠性和安全性。
一般情况下,会在设备的额定功率基础上乘以一个电流保护系数,以提供足够的电流储备。
电流保护系数一般为1.2-1.5,具体数值可以根据设计需求来确定。
3.输出电流计算:通过设备功率和电流保护系数的计算,可以得到所需的输出电流。
输出电流的单位为安培(A)。
三、开关电源的功率和效率计算:1.开关电源的功率计算:开关电源的功率指的是输入电源和输出电源之间的能量转换效果。
功率是根据输出电压和输出电流计算得到的,单位为瓦特(W)。
2.开关电源的效率计算:开关电源的效率是指输入电源和输出电源之间能量的转换效率,一般用百分比表示。
开关电源的效率可以根据输入功率和输出功率进行计算。
开关电源的效率一般在85%以上,高效率的开关电源能够更好地降低能耗,提高能源利用率。
开关电源参数计算详细推导过程
(V =
IN
* D *T
) *F
2
SW
*η
2 * POUT
有: T =
LP
(V =
IN
IN
* D *T
) *F
2
SW
*η
2 *VOUT * I OUT
=
(V
2
IN
* D *T
) *η
2
2 *VOUT * I OUT *
IN
(V =
* D *T
2 *VOUT * I OUT * T
) *η = (V
TSW * I P − P =
1 2 POUT 2 POUT 2 POUT * C * I P− P = + +π * N FSW FSW *η *VIN F *η * (V + V ) * P FSW *η SW OUT F NS FSW * 1 2 POUT * I P − P = FSW * + FSW * FSW FSW *η *VIN F 2 POUT
di VIN V *T ,在关闭之前其值到达最大: I P − P = IN ON = dt LP LP
一个开关周期内传输的能量即输入功率: PIN = 等同: PIN =
1 * LP * I 2 P − P * FSW 2
1 1 * LP * I 2 P − P * 2 T P V *I POUT *100% 推导出 PIN = OUT = OUT OUT η η P IN 1 V *I * LP * I 2 P − P * FSW = OUT OUT 2 η
2
* D ) * T (VIN * D ) * T (V * D ) = = IN V *I 2 * PIN 2 * PIN * FSW 2 * OUT OUT η
最全开关电源相关计算
最全开关电源相关计算开关电源是一种将不稳定的电压转换成稳定的输出电压的电源装置。
它采用了开关管(通常是MOS管)的开关动作,通过时序控制产生一个高速的开关电压,然后通过电感和电容进行滤波以得到稳定的输出电压。
开关电源的效率高、体积小、重量轻且可靠性强,因此在现代电子设备中得到广泛应用。
在设计和计算开关电源时,一般需要考虑以下几个方面:1.输入功率计算:输入功率(Pin)是指从交流电源输入到开关电源的实际功率,可以通过以下公式计算:Pin = Vac × Iac × Power Factor其中,Vac是交流电源的电压值,Iac是交流电源的电流值,Power Factor是功率因素。
2.输出功率计算:输出功率(Pout)是指开关电源输出的电功率,可以通过以下公式计算:Pout = Vout × Iout其中,Vout是开关电源的输出电压值,Iout是开关电源的输出电流值。
3.开关电源的效率计算:效率(η)是指开关电源输出功率与输入功率之间的比率,可以通过以下公式计算:η = Pout / Pin × 100%4.输出电压波动计算:输出电压波动(Vripple)是指开关电源输出电压的纹波(波动),可以通过以下公式计算:Vripple = (ΔI × DT) / (2 × C)其中,ΔI是输出电流的波动值,DT是开关频率下通导时间的百分比,C是输出电容值。
5.电感电流峰值计算:电感电流峰值(Ipeak)是指开关电源输出电感上的最大电流值,可以通过以下公式计算:Ipeak = Iout + (ΔI / 2)其中,Iout是开关电源的输出电流值,ΔI是输出电流的波动值。
6.输出电容计算:输出电容(Cout)是为了减小输出电压波动而加入的电容,可以通过以下公式计算:Co ut = (ΔI × DT) / (2 × Vripple)其中,ΔI是输出电流的波动值,DT是开关频率下通导时间的百分比,Vripple是允许的输出电压波动值。
开关电源设计计算公式
开关电源设计计算公式开关电源是一种能将交流电转换为直流电的电源,其特点是高效率、体积小、功率密度高。
开关电源的设计可分为两个部分:功率部分和控制部分。
功率部分主要包括输入滤波电路、整流电路、滤波电路和开关变换电路等;控制部分主要包括PWM控制电路和反馈控制电路等。
下面将详细介绍开关电源设计的计算公式。
1.输入电压计算公式:开关电源的输入电压可以由交流电源转换得到。
常用的交流电压为220V或110V。
对于220V交流电压来说,经过整流和滤波后,得到的平均电压为:Vavg = Vpk / π其中,Vavg为平均电压,Vpk为峰值电压。
2.输出电压计算公式:开关电源的输出电压取决于开关变换电路的设计。
常见的开关变换电路包括降压变换、升压变换和变换。
a.降压变换电路:降压变换电路是将输入电压通过变压器降低得到所需的输出电压。
降压变换电路的输出电压计算公式为:Vo = Vin * (D / (1-D))其中,Vo为输出电压,Vin为输入电压,D为占空比。
b.升压变换电路:升压变换电路是将输入电压通过变压器升高得到所需的输出电压。
升压变换电路的输出电压计算公式为:Vo = (Vin / (1-D)) * D其中,Vo为输出电压,Vin为输入电压,D为占空比。
c.变换电路:变换电路是将输入电压通过变压器升高或降低得到所需的输出电压。
变换电路的输出电压计算公式为:Vo = (Vin / (1-D1)) * D1 * (1-D2)其中,Vo为输出电压,Vin为输入电压,D1和D2为占空比。
3.电流计算公式:开关电源的电流计算包括输入电流和输出电流。
a.输入电流计算公式:输入电流计算公式为:Iin = Pout / (η * Vin)其中,Iin为输入电流,Pout为输出功率,η为开关电源的效率,Vin为输入电压。
b.输出电流计算公式:输出电流计算公式为:Iout = Pout / Vo其中,Iout为输出电流,Pout为输出功率,Vo为输出电压。
24V20A半桥式开关电源参数计算
变压器和电感部分变压器T2和滤波电感T1参数输出电压Vout=24V ,电流Iout=20A ,Pout=480W 。
Rt=6.8K,Ct=1NF,震荡频率F=1Rt∗Ct =147KHZ 。
输出频率F=震荡频率/2=73.5KHZ,周期T=173.5KHZ =13.61uS ,N p 初级圈数,N m 次级圈数。
AC 输入电压220V ±15%,即AC180V-250V DC=200V-400V 之间(算上50V 纹波) V in (min )=180*1.4-50≈200V, V in (max )=250*1.4+50≈400V ,50V 为纹波电压。
每个开关管的最大占空比为0.4,则一个周期内两个开关管的最大占空比之和为0.8。
T2不开气隙,L1要开气隙。
第一,初次级和充电部分线圈匝数的计算(初级有一个线圈,次级和充电部分都有两个线圈)选用EER42/15(即EC42/15)磁芯架构,PC40材质,100度时饱和磁通密度Bsat=3900*10^(-4) T ,剩余磁通Bres=0.095T,为保证磁芯工作在磁滞回线的线性部分(在磁滞回线弯曲部分之前)取Bmax=2250*10^(-4) T=0.195T (PC40一般取0.18-0.25T 。
若取得过大,可能会进入弯曲部分,甚至会进入饱和状态。
若开了气隙,可利用的线性部分变大,可适当取大些,本变压器没有开气隙,应该选偏小点)磁芯截面积Ae=1.94cm 2,则单端磁通Δb=Bmax-Bres=0.195T-0.095T=0.1T=1000G (高斯)(即为可利用的磁通密度范围,频率低于50KHZ 时选用1600G ,频率越高该值越小,本变压器频率为73.5KHZ ), 半桥电源的磁通范围在第一和第三象限,则ΔB=2*Δb=0.2T=2000G (其中一个开关管导通时,磁通密度变化范围可从相应的负1000G 到正1000G )若最低输入电压Vin min= Vin (min )/2=200V/2=100V,最大导通时间T on (max )=0.8T/2=0.4∗13.61uS =5.44uS ,则初级线圈数N p =(Vin min −1)∗T on (max )∗10^8Ae∗ΔB =99∗5.44∗10^(−6)∗10^81.94∗2000=13.88≈14圈(取偶数,好绕线)初级线圈为一个线圈(Q1导通或Q2导通时共用该初级线圈),而次级线圈由两个线圈(Nm1和Nm2)构成,其中一个线圈对应着Q1导通进行半波整流输出,另一个线圈对应着Q2导通进行半波整流输出,两个输出进行并联进行总的输出,则在一个周期内,输出电压等于两个线圈分别半波整流输出之和,若每个开关管最大导通时间为0.8T/2=0.4T ,则Vout =[(V in min -1)* Nm1Np -V d ]* 0.4T T +[(V in min -1)* Nm2Np -V d ]* 0.4T T由于Nm1=Nm2,令Nm=Nm1=Nm2,则Vout =[(V in min -1)*Nm1Np -V d ]* 0.4T T +[(V in min -1)* Nm2Np -V d ]* 0.4T T =[(V in min -1)* Nm Np -V d ]* 0.8T T =[(100V-1V)* Nm Np -1]* 0.8T T =[99* Nm 14-1]* 0.8=24V ,则Nm=4.38≈5圈(偏多一点对应着占空比偏小一点,更安全一点),则Nm1=Nm2=5圈,则次级线圈的每一部分为5圈。
反激式(RCD)开关电源器件参数计算
反激式(RCD)开关电源器件参数计算RCD的计算方法先上个RCD钳位的原理图再上个MOS的VDS波形下面再说几个名词,这几个名词其实大家也知道,一个是钳位电压,上边用Vsn表示;一个是折射电压,上边用VRO表示;还有个脉动电压,上边用ΔV表示;MOS管的最大耐压,上边用BVdss表示;电源的最高输入电压,上边用Vin Max表示。
1.钳位电压Vsn是电容C两端的电压,与选用MOS的BVdss及最高输入电压以及降额系数有关,一般在最高输入电压Vin Max下考虑0.9的降额,则有Vsn=0.9*BVdss-Vin Max(我上边的实验选择的MOS为IRF640,BVdss=200V,Vin Max=70V)可以算出钳位电压Vsn为110V2.然后算折射电压VRO,根据VRO=(VOUT+VD)/(NS/NP)式中VOUT为输出电压VD为二极管管压降NS为次级匝数NP为初级匝数我的初级NP为31匝,次级NS为10匝,管压降VD≈1V,输出电压VOUT=12V 算出VRO=(12+1)/(10/31)=40V3.确定漏感量LIK,这个可以通过测试得出,我的实测了下为2.79uH;不过可以估测此漏感值,一般为初级电感量的1%-5%;4.确定峰值电流IPK的值输入功率PIN=POUT/Η,式中POUT为输出功率Η为效率我的输出电压为12V,电流为3A,假设效率为80%;代入式中得PIN=12*3/0.8=45W算出平均电流Iin-Avg=PIN/Vin Min式中Vin Min为最小输入电压我的最小输入是40V,也就是1207的最低输入电压。
代入式得Iin-Avg=45/40-1.125A确定峰值电流IPK=2*Iin-Avg/Δmax式中Δmax为最大占空比我的设的为0.5代入式得IPK=2*1.125/0.5=4.2A5.确定钳位电阻R的值,根据公式R=2(Vsn-VRO)*Vsn/LIK*IPK*IPK*Fs式中Fs为开关频率IPK*IPK为IPK的平方,俺不会写我的频率Fs为50Khz代入式得R=【2*(110-40)*110】/【2.79*4.2*4.2*50k】R=27K6.确定R的功率PR=Vsn*Vsn/R代入数值得PR=110*110/27000=0.448W可以用1W的电阻我手头没有1W27k电阻所以用个30K吧7.确定钳位电容C的值我们前边一直把C的点电压VC当成不变的处理,实际是有波动的,因为有漏感等杂散电感的影响,所有会有所波动,一般这个脉动电压ΔV取钳位电压Vsn的5%-10%,我们这取10%吧,所以ΔV=11V钳位电容的值C=Vsn/ΔV*R*Fs带入值得C=110/11*27k*50k=0.0074uF这里我们选个C=0.01uF的也就是103PF的电容回头我把实验结果和波形放上来!1.初级用了C=103 R=30K,次级R=22R,C=102,峰峰值160V2.我把初级R又并了个30K,R=15K了,别的没动,峰峰值150V了我又把初级C=103改为472,R=15K,次级没动,峰峰值又到138V了我想看看要是不动电阻呢,按计算结果,把并那个30K电阻去掉,C=472,次级不动,峰峰值150V以上总结,算出来的结果还得再试验中得到验证,只能做个参考;所以我们应以计算为基础,根据实验来回调整,找到一个更适合你的值。
反激式变压器开关电源电路参数计算精
反激式变压器开关电源电路参数计算精首先,需要根据所需输出电压和电流来确定变压器参数。
变压器的变压比可以通过以下公式计算:Np/Ns=Vo/Vi其中,Np为变压器的一次侧匝数,Ns为变压器的二次侧匝数,Vo为输出电压,Vi为输入电压。
其次,需要计算变压器的主开关功率Psw和辅助开关功率Paux。
Psw可以通过以下公式计算,考虑到变压器铁心饱和、铜耗以及边缘电容储能损耗的影响:Psw = 2 * 0.8 * (Vo * Io) / (η * fs)其中,η为系统效率,fs为开关频率。
Paux为辅助开关功率,可以通过以下公式计算:Paux = Vaux * Iaux其中,Vaux为辅助开关电压,Iaux为辅助开关电流。
接下来,需要确定主开关选用的二极管的参数。
二极管的最大正向电压和最大正向电流需满足以下条件:Vd=Vi+VoId=Io其中,Vd为二极管的最大正向电压,Id为二极管的最大正向电流。
然后,需要确定辅助开关选用的快恢复二极管的参数。
快恢复二极管的反向电压和正向电流需要满足以下条件:Vf<ViIf=2*Io其中,Vf为快恢复二极管的反向电压,If为快恢复二极管的正向电流。
最后,需要确定电容器的参数。
电容器的额定电压需要满足以下条件:Vc>2*Vo其中,Vc为电容器的额定电压。
以上是反激式变压器开关电源电路参数计算的一般步骤和公式。
在实际应用中,还需要考虑各种损耗、安全系数等因素,并根据具体的电源电路设计要求进行参数计算。
由于篇幅限制,无法详细展开,但可以借助电源电路设计手册或电源计算软件等辅助工具,更准确地计算反激式变压器开关电源电路参数。
开关电源pf值计算公式
开关电源pf值计算公式
开关电源的功率因数(Power Factor,简称PF)是指电路中有
用功率和视在功率之间的比值。
在开关电源中,通常使用的PF计算
公式如下:
PF = 有用功率 / 视在功率。
其中,有用功率可以通过电压乘以电流再乘以功率因数来计算,即P = V I cos(θ),其中P为有用功率,V为电压,I为电流,θ为电压和电流的相位差角度,cos(θ)为功率因数。
视在功率则
可以通过电压乘以电流来计算,即 S = V I。
综合以上公式,开关电源的功率因数PF可以通过 P / S 来计算,即PF = (V I cos(θ)) / (V I) = cos(θ)。
在实际应用中,为了提高开关电源的功率因数,可以采取一些
措施,如使用功率因数校正电路、加装无功补偿装置等。
这些措施
可以帮助改善开关电源的功率因数,提高电网能源利用率,并减少
对电网的污染。
总的来说,开关电源的功率因数计算公式是PF = cos(θ),其中θ为电压和电流的相位差角度。
通过合理设计和控制,可以改善开关电源的功率因数,从而提高能源利用效率和减少能源浪费。
开关电源参数计算(精)
1. 原理图2. 技术指标(1输入电压:185V AC~240VAC(2输出电压 1:+5VDC,额定电流 1A ,最小电流 750mA ; (3输出电压 2:+12VDC,额定电流 1A ,最小电流 100mA ; (4输出电压 3:-12VDC ,额定电流 1A ,最小电流100mA ; (5输出电压 4:+24VDC,额定电流 1.5A ,最小电流 250mA ;(6输出电压纹波:+5V,±12V :最大 100mV (峰峰值 ; +24V:最大 250mV (峰峰值(7输出精度:+5V,±12V :最大± 5%; +24V:最大± 10%; (8效率:大于 80% 3. 参数计算 (1输出功率:5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =⨯+⨯⨯+⨯= (3-1 (2输入功率:6581.2580%0.8out in P WP W === (3-2 (3直流输入电压: 采用单相桥式不可控整流电路(max240VAC 1.414=340VDCin V =⨯ (3-3 (min185VAC 1.414=262VDCin V =⨯(3-4(4最大平均电流:(m a x(m i n 81. 250. 31262inin in P W I A V V=== (3-5(5最小平均电流:(min(max81.250.24340in in in P WI A V === (3-6 (6峰值电流:可以采用下面两种方法计算,本文采用式(3-8的方法。
(minmax (min(min225581.251.550.4262out out out Pk C in in in P P P W I I A V D V V V⨯======⨯ (3-7min 5.55.581.251.71262out Pk C in P WI I A V V⨯==== (3-8 (7散热:基于 MOSFET 的反激式开关电源的经验方法:损耗的 35%是由 MOSFET 产生, 60%是由整流部分产生的。
开关电源参数计算
开关电源参数计算
开关电源参数的计算主要涉及到输入输出电压、电流、功率等参数的计算。
以下是一些基本的计算方法:
1. 输入电压和电流的计算:
* 输入电压(Vin):通常根据电源的额定电压和输入电压范围来确定。
* 输入电流(Iin):根据电源的额定功率和输入电压来计算。
公式为:Iin = P/Vin。
2. 输出电压和电流的计算:
* 输出电压(Vout):通常根据电源的额定输出电压和输出电压范围来确定。
* 输出电流(Iout):根据电源的额定功率和输出电压来计算。
公式为:Iout = P/Vout。
3. 功率计算的参数包括:
* 输入功率(Pin):Pin = Vin * Iin
* 输出功率(Pout):Pout = Vout * Iout
* 电源效率(η):η = Pout / Pin
4. 纹波电流和纹波电压的计算:
* 纹波电流(△I):△I = (Iout * Dmax) / (Ton / T)
* 纹波电压(△V):△V =(△I * R) / (Vin * Dmax)
5. 电感量的计算:
* 电感量(Lp):Lp = (Vin * Dmax) / (Ipeak * Fsw)
6. 饱和电流的计算:
* 饱和电流(Imax):Imax = 1.2 * Iout
7. 电感饱和电流取值的考虑因素:在计算得到的饱和电流基础上,乘以1.5或1.2倍,留有余量。
8. 开关频率的选择:纹波电流与开关频率有关,需要根据具体应用选择合适的开关频
率。
请注意,以上计算方法仅供参考,实际应用中可能需要根据具体的设计要求和电路情况进行调整。
反激开关电源参数计算(EI28)
=
4 ������������������ √3.14������
=
0.616
∗
√4 3.14
∗
5
=
0.3������������2
RCD 吸收电路参数设计
① 选择钳位电容最小值������������������������������,当漏感能量完全释放后,钳位电容电压达到最 大值������������������������������,随后二极管关断,电容向电阻放电,当下一周期开关管导通时, 电容电压达到最小值������������������������������,������������������������������一般取0.85~0.95������������������������������。
输入功率������������������
=
������0 ������
=
43.75������
取电流纹波系数������������������ = 1
������������������ =
∆������������ ������������������
②
输入电流平均值������������������������������������
=
1.14������
电感量������������
=
������������������������������������∗������������������������ ������������������������ ∗������∗������������������
=
224∗0.35 1.14∗132
反激变压器参数设计
输入电压 180~264 VAC 输出电压±23V 输出功率������0 = 35W 效率η=80% 开关频率 f=132kHZ
开关电源设计计算公式
CDQZ-5107SEHOTTKY 计算方法1、由于前面计算变压器可知:Np=82T 3Ns=13T 32、在输入电压为264Vac 时,反射到次级电压为:Vmax=264Vac*2=373V DCV SR =P S N N *Vmax =8213*373=59.5V DC 3、设次级感量引起的电压为:(VR :初级漏感引起的电压)V RR =PS N N *V R =8213*90=14.5V DC 4、计算肖特基的耐压值:V PP =V SR +V RR +V o =59.5+14.5+12=86V DC5、计算出输出峰值电流:V SPK =D I O -12=474.011*2-=3.8A 6、由计算变压器可知:I rms =1.59A故选择3A/100V 的肖特基满足设计要求。
(因3A 的有效值为3.9A )客户名称客户编号公司编号样品单编号日期输入范围输入电压电流CDQZ-5107MOSFET 计算方法1、由于前面计算变压器可知:Np=82T 3Ns=13T 32、输入电压最大值为264Vac ,故经过桥式整流后,得到:Vmax=264Vac*2=373V DC3、次级反射到初级的电压为:V PR =S P N N *V O =1382*12=76V DC 4、由前面计算变压器可知,取初级漏感引起的电压,V R =90V DC ,故MOFET 要求耐压值为:V DS =V max +V R +V PR =373+90+76=539V DC5、计算初级峰值电流:I rms =DF V I V in O P *** =6.0*100*88.01*82=0.227A ∴I PK =3D I rms =3473.0227.0=0.571A 6、故选择2A/600V 的MOSFET 满足设计要求,即选用仙童2N60C 。
客户名称客户编号公司编号样品单编号日期输入范围输入电压电流CDQZ5107输入及输出电容估算方法一、输入电解电容计划算方法:1、因输出电压12V 输出电流1A 故输出功率:Pour=Vo*Io=12.0V*1A=12W2、设变压器的转换效率为80%,则输出功率为12W 的电源其输入功率:Pin=Pout/效率=15%8012=W 3、因输入最小电压为90VAC ,则直流输出电压为:Vin=90*2=127Vdc故负载直流电流为:I=Vin Pin =A V acW 1182.012715=4、设计允许30V 峰一峰值的纹波电压,并且电容要维持电压的时间为半周期,即半周期的线性频率的交流电压在约是8ms 则:C=uF V t I 6.313010*8*1182.0.3==∆-实际用选择用33uF5、因最大输入电压为264Vac ,则直流输出电压为:V1=264*2=373Vdc实际选用耐压400Vdc 的电解电容,故选用47uF/400v 电解电容可以满足要求。
开关电源计算公式
开关电源计算公式开关电源是一种常见的电源类型,它通过控制开关管的导通和截断来实现电压转换调节的功能,广泛应用于电子设备和电力系统中。
开关电源的计算公式涉及到多个参数和电路特性,下面将详细介绍。
一、基本参数:1.输入电压(Vi):即电源供电的电压大小,用V表示,比如220V、110V等。
2.输出电压(Vo):即开关电源输出的电压大小,用V表示,比如+12V、+24V等。
3.输出电流(Io):即开关电源输出的电流大小,用A表示,比如2A、5A等。
二、功率计算:功率是电流和电压的乘积,开关电源的功率计算公式为:P=Vo×Io三、效率计算:效率是输出功率与输入功率的比值,开关电源的效率计算公式为:η=(Po/Pi)×100%四、输入功率计算:输入功率是电源输入电流(Ii)与输入电压(Vi)的乘积,开关电源的输入功率计算公式为:Pi=Vi×Ii五、开关管损耗计算:开关管的损耗通过开关管导通和截断的交替工作来产生,损耗可以分为导通损耗和截断损耗两部分:1.导通损耗:开关管导通时,通过管的电流会引起导通损耗,计算公式为:Pd=Vf×If2.截断损耗:开关管截断时,截断电流流过管的电压会引起截断损耗,计算公式为:Prr = Vrr × Irr六、开关频率计算:开关频率是指开关管进行导通和截断操作的次数,一般以kHz为单位,计算公式为:f = 1 / (Ton + Toff)其中,Ton为导通时间,Toff为截断时间,可以通过控制电路来调节。
七、电感器选取:开关电源中的电感器用于存储和释放能量,通常根据输入电压、输出电压和输出电流来选择,具体选取的公式和设计方法较为复杂,需要参考开关电源设计手册或相关资料。
八、输出电容器选取:开关电源中的输出电容器用于平滑输出电压,一般需要根据输出电压的波动范围和负载变化情况来选取。
具体选取的公式和设计方法也较为复杂,需要参考开关电源设计手册或相关资料。
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⑦主MOS耐压值的确定
从变压器的电流波形可知,电流在减少时会产生一个反电动势。 在主MOS导通时有: V0高压=(ΔI/Δ ton)*L主 (电感特性) = Δ Ф /Δ t=Δ B * S *N /Δ ton (法拉第电磁感应定律) 从中可以导出 Δ B=( V0高压Δ ton)/SN 在截止时,由法拉第电磁感应定律: ε=ε反+ε漏=Δ Ф /Δ tr=Δ B *S *N /Δ tr =(V0高压Δ ton)/ Δ tr 上式变形后得; ε*Δ tr= V0高压Δ ton (面积相等,tr 包括泄磁阶段,恢复阶段) 同时在截止时,由二次测反加回一次侧的电压ε反大小应为 ε反=V0’*N 这样在主MOS上产生的压降为 V=V0高压+ε反= V0高压+V0’*N 在考虑主变压器的漏感时有下述方程: ε漏=(Ip/tr泄磁)*L漏
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PFC相关参数的计算
①最低输入电压的确定 如图: 电压
电流
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D=Ton/(Ton+Toff) 则:Ton=D/FPFC, Toff=(1-D)/ FPFC 上升斜率=ΔI/ Ton 下降斜率=ΔI/ Toff 又根据电感的特性方程: U=Ldi/dt 得 当PFC MOS管导通时 √2Uimin=LΔI/ Ton ⑪ 当PFC MOS管截止时 U0高压-√2Uimin=LΔI/ Toff ⑫ ⑪/⑫可得:√2Uimin/(U0高压-√2Uimin)=Toff/Ton=(1-D)/D 由上式可得 Uimin=U0高压(1-DpfcMAX)/√2 由此式可知,电源输入电压的最小值是由PFC MOS占空比和PFC 电路最终输出的高压直流电压的数值而决定的,在PA-1151-3电路 中,U0高压=390V,PFC芯片L6561最大占空比 有
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CH4为电流波形:
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③PFC 电感感值的确定 因为在PFC MOS管截止时,PFC电感上的电流不会突变,所以下降得电流会流 过D102,所以对于D102,它所流经的最大电流应为 I=ΔI=2√2UoIo/η1Uimin 又√2Uinmin=LPFCΔI/Δt=(2LPFCUoIofPFC√2)/(η1DpfcMAXUinmin) 可得: LPFC=(Dpfcmaxη1Uimin2)/( 2U0I0FPFC) 将Uimin=U0高压(1-DpfcMAX)/√2代入上式 LPFC=(U0高压2(1-DMAX)2DMAXη1)/(4U0I0FPFC) 从L的关系式可知L的大小由输出最大电流Io, PFC MOS管的最低工作频率 fPFC、最大占空比Dpfcmax,最小输入电压Uimin,电源效率η1,共同决定的。 将DpfcMAX=0.7, η1=0.73, U0=12V, I0=12.5A(fan=0.5A), FPFC=35KHz代 入上式得 LPFC=320uH, (实际测得LPFC=315uH)
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PFC电路原理及其相关计算
By Stanley QE Department,QRA LITEON electronics (Dongguan) co.,LTD
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一.PFC电路基本原理
一.简介
稳定的能源设备除了能供应系统维持正常的功能外并影响整个系统的特 性,再者当今能源短缺急需节约能源潮流的驱使下,设计产生高效率的能源 设备,减少能源浪费是为众所追求的目标。并且在电力品质与电力性能方面 也必须有较严格的标准,例如:较大的额定功率,较小的杂讯干扰,较理想 的能源使用率等等,都是设计电路必须考虑的问题,而电源转换器之功率因 数则直接影响上述性能。 一般而言,提升功率因数直接影响下述问题: 1.杂讯干扰问题。 由于桥式整流所所产生之输入电流一不规则且不连续之脉动电流,含有大 量之高频谐波,因此对于一些电子周边设备将产生一些不必要的干扰,。故 为了抑制高频谐波电流干扰必须利用外加电路来修正输入电流使其接近正弦 ,如此方能降低输入电流中之高频谐波含量进一步克服杂讯干扰的问题。
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由芯片的资料可知,当1脚感应到I’=37uA电流变化时它将调整工作频率, 从而使高压直流稳定。
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所以迭加在直流量上的交流电压的表达式如下:
U交= I’Rsinωt 对其求导可得到ΔU ΔU=I’R2πf入D/f主 ΔQ=Y*D主/(2f主)= Io*(1-η2)*D主/(Nη2f主) C=ΔQ/ΔU={(1-η2)*I0}/(Nη2I’R2πf入)
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所以加在MOS管上的总压降是 V= V0高压+V0’*N+ε漏 = V0高压+(V0/D主)*N+(Ip/tr泄磁)*L漏
又因为ε反应当相等,则 ε反=(V0高压Δ ton)/ Δ tr-ε漏 1式 ε反= V0’*N 2式 通过1,2两式可以得出 Δ ton={( V0’*N+ε漏)/ V0高压}*Δ tr
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从上述的推导过程可以看出,此处的η2 应是变压器至输出的 效率,为此可取η2=0.85 ,在机台满载情况下(I0=13A)可计算出 X=1.186A, Y=0.4186A .在超载时(I0=17A)可计算出X=1.551A ,Y=0.547A ,X+Y=2.098A.实际测的波形如图:
取V0高压=390V, V0=12V, D主=0.3385, N=11, Ip=1.537A, tr泄磁=2uS, L漏=30uH 带入上式得 ; V=390+389.9+23.055=802.955V
TE ON
实 际 测 得 主 MOS 管 电 压 波 形 如 图 (U=810V)
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从电流变比的关系很容易计算出二次侧电流的峰值 Ipeak=N(X+Y)= I0(2-η2)/η2 取 η 2 等 于 0 . 8 5 , I0 等 于 1 2 . 5 A ( 正 常 工 作 ) 得 Ipeak=16.912A I0等于17A (工作极限)得 Ipeak=23A
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讨论: 从上述关于二次侧整流二极管所流电流峰值的公式中可以看 到,此峰值电流只和效率,输出电流有关。
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2.能源浪费问题: 过低的功率因数值若是从能量之观点来解释,意味着输入电流的 总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)很高,因此一部 传统式电源从标准插座(Standard Outlet)上所吸取之功率将 只有插座上额定功率的五分之三左右,异言之将有五分之二的 能量消耗在高频谐波电流上。 因此为了提升电源转换器之输出额定功率,减少能源浪费 及杂讯干扰功率因数较正是有其必要的。 二.功率因数修正技术 一般的桥式整流之所以会导致PF值较低,可有以下讨论看出, 如图所示,全桥式整流只有在电源电压Vi高于电容电压Vo时才 会导通,在这些期间输入电流必须供应半周所需之能量,因此 其波形呈现高尖之特性,这样的波形含有大量的高次谐波,其 功率因数也只能达到0.5~0.7。
将η2=0.85, I0=12.5A(正常工作), N=11, R=(2*511)KΩ, f入=47Hz代入 上式得到电容值为18.0327uF
若取I0=17A,则对应的电容容值为25.524uF. ⑨ 关机时间的确定 由能量关系可知,电容上消耗的能量应等于负载得到的能量,随着电 容上电压的下降,为了保持输出端电压的稳定,MOS管会逐渐增加占空比 ,但当占空比达到极大值 。
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70%. 将U0高压、Dmax代入上式可得: Uimin=82.73V 因此选取输入电压的下限为Uimin=85V. ②PFC 二极管的确定 由能量守恒可知,在输入电压最小时,输入电流最大。 设最大的输入电流有效值为Iinmax(rms) 则有: Iinmax(rms)=U0I0/η1Uimin 它和流经PFC电路得电流ΔI关系为 ΔI=Iinmax(rms)×2√2=2√2U0I0/η1Uimin 对于此机种,将U0=12V,I0=13A(fan=0.5A),η1=0.73, Uimin=85V,代 入上述方程得: I=7.1109A 实际测量如图:
从耐压值的公式上看到,这个高压和输出电流的大小有一定的 关系,但是从公式中可知及便时满载输出由漏感所引起的反向电 压也只有23V.也就是说不论机台输出与否,只要处在工作之中, 那么主MOS管就要承受压降。
主变压器泄磁波形
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⑧ PFC电容的确定 由电容的定义式C=ΔQ / ΔU, 所以只需确定 ΔQ ,ΔU即可。因 为电容上的电压应是一个近乎于稳定的高压直流电压,但实际上是一 个直流量和交流量的迭加如图,所以ΔU应对应于交流电压在MOS管道 通时的改变量。ΔQ应对应于在MOS管道通时改变的电量。
y x
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由功率守衡可知; U0高压*Irms=W功/η2=U0 I0/η2 可得; Irms=U0I0/ U0高压η2 下面列方程,主要依据: 一周期中变压器上升的电流有效值应等于Irms 上升斜率应符合电感特性方程 U=Ldi/dt 初次级电流的变比应符合N.倍的关系. 因此得到方程组. X*D主/F主+½ Y*D主/F主=Irms/F主 YF主/D主= U0高压/L I =X= I0 /N 解得; X= I0/N Y=2I0(U0/D主η2U0高压-1/N) L=D主2U0高压2η2N/(2 I0 F主( U0 N- D主η2U0高压))
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④电源输出极限电流的确定 由上述的PFC感知的确定公式可以导出I0 I0=(U0高压2(1-DMAX)2DMAXη1)/(4U0 LPFC FPFC) 从上述公式可知若要电源输出极限电流,则PFC电路的工作频 率最低,且占空比最大。 将DMAX=0.7, η1=0.73, LPFC=320uH, FPFC=27KHz代入得 I0MAX=16.867A (实际测得输出极限电流为17.1A) 同时从上述得输出电流公式也让我们看到了在电源输出任意电 流值的情况下,占空比和PFC电路工作频率之间的关系。