反激式开关电源设计全过程

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反激式开关电源设计详解

反激式开关电源设计详解

反激式开关电源设计详解一、工作原理1.开关管控制:反激式开关电源中,开关管起到了关键的作用。

当输入电压施加在开关管上时,开关管处于导通状态,此时电流流经变压器和输出电路,能量存储在变压器核心中。

当输入电压施加在开关管上时,开关管处于截止状态,此时能量释放,通过一对二极管和电容器形成输出脉冲电流。

2.变压器作用:反激式开关电源中的变压器主要用于将输入电压转换为所需的输出电压。

在导通状态下,输入电压施加在变压器的一侧,能量存储在变压器的磁场中。

在截止状态下,变压器的磁场崩溃,能量释放到输出电路中。

3.输出电路过滤:输出电流通过一对二极管和电容器形成脉冲电流。

为了使输出电流更加稳定,需要通过电容器对输出电流进行滤波,降低脉冲幅度,使输出电压更加平稳。

二、基本结构1.输入滤波电路:由于输入电源通常含有较多的噪声和干扰,为了保障开关电源的正常工作,需要在输入端添加一个滤波电路,通过滤波电容和电感将输入电压的尖峰和噪声滤除。

2.开关控制电路:开关控制电路用于对开关管进行控制,使其在合适的时机打开和关闭。

常见的控制方式有定时控制和反馈控制两种。

3.开关管:开关管在反激式开关电源中起到了关键的作用。

常见的开关管有MOS管、IGBT管等,其特性包括导通损耗、截止损耗和开关速度等。

4.变压器:变压器用于将输入电压变换为所需的输出电压。

同时,变压器还能起到隔离输入电源和输出负载的作用,保护负载。

5.输出整流滤波电路:输出整流滤波电路用于对输出电流进行整流和滤波,使输出电压更加稳定。

三、常见设计方法1.脉冲宽度调制(PWM)控制:PWM是一种常用的反激式开关电源控制方法,通过控制开关管的导通时间来调节输出电压和电流。

PWM控制能够实现较高的效率和较低的输出波纹,但需要一定的控制电路。

2.变压器匹配设计:在设计反激式开关电源时,需要合理选择变压器的匝数比,以实现所需的输入输出电压转换。

同时,还需要考虑变压器的大小和功耗。

反激式开关电源变压器设计步骤(重要)

反激式开关电源变压器设计步骤(重要)

反激式开关电源变压器设计反激式变压器是反激式开关电源的核心,它决定了反激式变换器一系列的重要参数,如占空比D ,最大峰值电流,设计反激式变压器,就是要让反激式开关电源工作在一个合理的工作点上。

这样可以让其发热量尽量小,对器件的磨损也尽量小。

同样的芯片,同样的磁芯,若是变压器设计不合理,则整个开关电源性能会有很大的下降,如损耗会加大,最大输出功率会下降.设计变压器,就是要先选定一个工作点,在这个点就是最低的交流输入电压,对应于最大的输出功率。

第一步,选定原边感应电压V OR 。

这个值是有自己来设定的,这个值就决定了电源的占空比.可能朋友们不理解什么是原边感应电压。

我们分析一个工作原理图。

当开关管开通的时候,原边相当于一个电感,电感两端加上电压,其电流值不会突变,而线性上升:I 升=Vs*Ton/L 。

这三项分别是原边输入电压,开关开通时间和原边电感量。

在开关管关断的时候,原边电感放电,电感电流会下降,此时有下降了的电流:I 降=V OR *T OFF /L 。

这三项分别是原边感应电压(即放电电压)、开关管管段时间和电感量。

经过一个周期后,原边电感电流会回到原来的值,不可能会变,所以有:Vs *T ON /L=V OR *T OFF /L 。

即上升了的等于下降了的。

上式中用D 来代替T ON ,用(1-D )来代替T OFF .移项可得:D=V OR /(V OR +Vs)。

这就是最大占空比了.比如说我设计的这个变压器,我选定电感电压V OR =20V ,则Vs 为24V ,D=20/(20+24)=0。

455。

第二步,确定原边电流波形的参数原边电流波形有三个参数,平均电流,有效值电流,峰值电流,首先要知道原边电流的波形,原边电流的波形如下。

这是一个梯形波横向表示时间,总想表示电流大小,这个波形有三个值,一个是平均值I 平均,二是有效值I ,三是峰值Ip 。

首先要确定平均值I 平均:I 平均=Po/(η*Vs )。

反激式开关电源设计详细流程

反激式开关电源设计详细流程

用SG6849设计反激式开关电源摘要:SG6849芯片是SG(System General)公司生产的开关电源专用集成电路,使用该芯片设计小功率开关电源,可大大减少外围电路,降低成本,电路可靠性高,且可以不带副边反馈。

详细介绍了SG6849芯片的工作原理,并基于此芯片设计了一个5.6W的单端反激式开关电源,给出了实验结果。

关键词:SG6849;反激;副边反馈O 引言开关电源因具有重量轻、体积小、效率高、稳压范围宽等优点,在电视、电声、计算机等许多电子设备中得到了广泛的应用。

为了进一步追求开关电源的小型化和低成本,人们不断研制成功一些新的开关电源集成电路芯片。

台湾SG System General)公司开发的SG6 849,集内部振荡器、比较器、反馈补偿电路于一体,只需较少的外围元器件,就可构成一个电路结构简洁、成本低、性能稳定、制作及调试方便的单端反激式开关电源。

在负载调整率要求不高的情况下,甚至可去掉副边反馈,进一步减少体积,节省成本。

1 SG6849芯片功能介绍1.1 内部结构及管脚功能SG6849芯片是台湾SG(System General)公司2004年底推出的SG684X系列PWM集成电路控制芯片。

该芯片具有如下特点:不带副边反馈的恒压和恒流控制;轻载时工作于省电模式;较低的启动电流和较低的工作电流;65kHz和100kHz的固定频率;较少的外围元件;输出过流保护、过温保护和短路保护。

该芯片采用S0T-26或DlP-8封装形式,内部结构如图1所示。

下面就以DIP-8封装为例,说明各管脚的功能。

脚l(GATE) 门极,用来驱动功率NOSFET。

脚2(VDD) 提供芯片的工作电压,当不带副边反馈时,靠VDD来提供反馈信息,调整输出电压。

脚3、5、6(NC) 悬空。

脚4(SENSE) 过流保护。

该引脚也可用于电流模式的PWM控制。

脚7(FB) 为PWM控制器的内部比较器提供反馈信息,控制占空比;当不带副边反馈的时候,该引脚开路。

反激式开关电源电路设计

反激式开关电源电路设计

反激式开关电源电路设计一、反激式开关电源的基本原理1.输入滤波电路:用于对输入电压进行滤波,消除噪声和干扰。

2.整流电路:将输入交流电压转换为直流电压。

3.开关变压器:通过变压器实现电压的升降。

4.开关管:通过快速开关控制电源的输出。

5.输出滤波电路:对输出电压进行滤波,减小纹波。

二、反激式开关电源的设计步骤1.确定需求:首先需要确定设计要求,包括输出电压和电流、负载稳定性要求、效率要求等。

2.选择开关管和变压器:根据需求选择合适的开关管和变压器,考虑其最大工作电流和功率损耗。

3.转换频率的选择:根据应用的具体要求,选择合适的转换频率。

较高的频率可以减小变压器的尺寸,但也会增加开关管的功耗。

4.控制电路设计:设计开关管的控制电路,包括驱动电路和保护电路,确保开关管的正常工作和保护电路的可靠性。

5.输出滤波电路设计:设计输出滤波电路,用于滤除输出电压中的高频噪声和纹波,提高稳定性和负载能力。

6.开关电路设计:设计开关电路,确保开关管的快速开关和可靠性。

7.其他辅助电路设计:如过温保护电路、过流保护电路等。

8.电路板布局和布线:根据电路设计和要求进行电路板布局和布线,提高电路的可靠性和稳定性。

9.电路仿真和调试:使用仿真软件对设计的电路进行仿真分析,并进行实际的电路调试,确保电路的可靠性和稳定性。

三、反激式开关电源设计的注意事项1.高效率设计:选择合适的元件和电路设计,减小功率损耗,提高电源的整体效率。

2.稳定性设计:考虑负载稳定性的要求,选择合适的控制策略和滤波电路,提高电源的稳定性和负载能力。

3.保护设计:考虑过温、过流、短路等保护功能的设计,保护电源和负载器件的安全。

4.电磁兼容设计:反激式开关电源中产生的高频噪声易对其他电子设备产生干扰,需要采取适当的电磁屏蔽和滤波措施。

5.安全性设计:合理设置安全保护电路和安全措施,确保电源在故障情况下能够及时切断电源,保护用户的安全。

通过以上步骤和注意事项,可以设计出一台高效、稳定、安全的反激式开关电源,满足不同应用领域的需求。

反激式开关电源设计方法

反激式开关电源设计方法

反激式开关电源设计方法1.工作原理反激式开关电源是一种将线性变压器替换为变压器型电感器的开关电源。

它的工作原理是通过开关管周期性的打开和关闭,将直流电源的电能经过变压器转化为需要的输出电压。

当开关管打开时,电流从电源流入变压器进行储能;当开关管关闭时,储存在变压器中的电能会通过二次侧电容器得以释放,并输出到负载上。

2.主要组成部分(1)输入滤波电路:用来消除电源输入端的干扰信号,保证稳定的输入电压。

(2)整流电路:将交流输入电压转化为直流电压,常采用整流桥整流。

(3)激励电路:用来控制开关管的导通和关闭,以实现变压器的能量转移。

(4)变压器:用来完成电能的变换和隔离,将输入端的电能转换为所需的输出电能。

(5)输出电路:包括输出电容和输出滤波电路,用来滤除开关产生的高频脉冲,以得到稳定的输出电压。

3.设计要点在进行反激式开关电源设计时(1)确定输出电压和电流需求:根据实际应用需求,确定所需的输出电压和电流,并根据负载特性选择合适的功率等级。

(2)选择合适的开关管和变压器:根据负载需求和电路参数,选择合适的开关管和变压器,以保证输出电压和效率的要求。

(3)控制开关频率和占空比:根据负载要求和电路特性,选择合适的开关频率和占空比,以保证输出电压的稳定性和整体效果。

(4)进行热设计和保护措施:由于开关管会产生较高的温度,需要进行合理的热设计,同时添加保护电路,如过流保护、过温保护等,以保证电路的安全性和可靠性。

(5)进行EMC设计和测试:由于开关电源会产生较大的电磁干扰,需要进行EMC设计和测试,以满足相关的国际标准要求。

总结:反激式开关电源是一种常用的电源设计方案,其设计方法包括确定输出需求、选择合适的器件、控制开关频率和占空比、进行热设计和保护措施,以及进行EMC设计和测试。

通过合理的设计和选择,可以实现高效率、小型化的电源方案,满足各种电子设备的需求。

反激式开关电源的设计计算

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。

反激式开关电源电路设计

反激式开关电源电路设计

反激式开关电源电路设计首先,反激式开关电源的基本原理是利用开关管来开闭电源电流,从而实现电流的快速切换。

这样可以有效地提高电源的转换效率。

设计反激式开关电源的步骤如下:1.确定输出电压和电流要求:首先需要确定电源的输出电压和电流要求,这对于选取合适的电源电路和元器件非常重要。

2.确定输入电压范围:根据使用环境和应用需求,确定电源的输入电压范围。

通常情况下,反激式开关电源的输入电压范围为100V至240V。

3.选择开关管和变压器:选择合适的开关管和变压器是设计过程中的关键步骤。

开关管需要具有高效率和可靠性,变压器需要满足电源的输入输出要求。

4.设计开关电路:设计开关电路是反激式开关电源设计的核心部分。

开关电路的设计需要根据输入输出电压和电流的要求,选择合适的电感和电容元件,以及适当的反馈电路。

5.设计保护电路:设计反激式开关电源的过程中,需要考虑各种保护电路,以确保电源的安全和稳定性。

常见的保护电路包括过温保护、过压保护、过流保护等。

6.PCB布局和元件选型:进行PCB布局和元件选型是设计的最后一步。

在PCB布局中,需要考虑电源电路的稳定性和EMC(电磁兼容)的问题。

在元件选型过程中,需要考虑电压和电流的要求,以及元件的可靠性和成本。

设计完成后,需要对反激式开关电源进行测试和验证。

测试过程可以包括输入输出电压波形、效率和稳定性等方面的测试。

总之,反激式开关电源的设计需要考虑多个因素,包括输出电压和电流要求、输入电压范围、开关管和变压器的选择、开关电路和保护电路的设计、PCB布局和元件选型等。

只有综合考虑这些因素,并进行有效的测试和验证,才能设计出稳定、高效的反激式开关电源。

反激开关电源设计步骤

反激开关电源设计步骤

反激开关电源设计步骤一、初步规划1. 首先呢,你得确定这个反激开关电源的功率要求呀。

这就像是盖房子,你得先知道要盖多大的,对吧?功率确定了,才能进行后面的工作呢。

这一步看似简单,但可别小瞧它,要是功率定错了,后面可就麻烦大了!我每次做的时候都会多考虑一下,确保这个功率是符合实际需求的。

2. 接着呢,考虑输入电压范围。

是宽电压输入还是固定电压输入呢?这会影响到后面很多元件的选择哦。

一般来说,我会参考实际的使用环境来确定这个输入电压范围。

你是不是也觉得这一步很关键呀?二、元件选择1. 然后就是变压器啦。

变压器在反激开关电源里那可是相当重要的角色呢!选择的时候,要注意它的匝数比、电感量这些参数。

不过呢,这些参数不用特别精确地计算,大概差不多就行,当然也不能差太多哈。

我在选变压器的时候,会多找几个不同规格的对比一下,选一个最合适的。

2. 再就是开关管的选择啦。

这个开关管要能承受住电路中的电压和电流哦。

这一步我通常会花点时间去查看各种开关管的参数手册,找到最适合的那个。

你可千万别随便选一个就用,不然很可能会出问题的!三、电路设计1. 开始设计电路布局的时候,要把输入部分、输出部分还有控制部分合理地安排好。

这就像安排家里的家具一样,要让它们都呆在合适的地方。

这一步呢,每个人可能有不同的习惯,你可以根据自己的想法来安排,但是基本的原则还是要遵循的呀。

我有时候也会在这一步纠结一下,到底怎么布局才最好呢,哈哈。

2. 然后要设计反馈回路。

这个反馈回路可是保证电源稳定输出的关键呢!这一步要特别小心哦!我通常会再检查一次,真的,确认无误是关键。

如果反馈回路设计不好,电源的输出就会不稳定,那这个电源可就没法正常工作啦。

四、调试阶段1. 电路搭建好之后,就可以开始调试啦。

先给电路加上一个小的输入电压,看看有没有异常情况。

这时候你要特别留意有没有冒烟或者发出奇怪的声音之类的。

要是有,那肯定是哪里出问题了。

这一步其实还蛮简单的,但有时候我也会不小心漏掉哈所以大家一定要细心哦。

反激式开关电源设计详解

反激式开关电源设计详解

反激式开关电源设计详解反激式开关电源是一种常见的电力变换器,被广泛应用于电子设备和电力系统中。

它能够将输入电压转换为稳定的输出电压,并具有体积小、效率高、轻负载性能好等优点。

本文将详细介绍反激式开关电源的工作原理、基本结构和设计方法。

1.工作原理:整体工作原理如下:1.输入电压通过整流电路转换为直流电压;2.直流电压经过滤波电路去除纹波;3.控制电路根据反馈信号对开关元件进行驱动;4.开关元件的工作周期性地将直流电压斩波形成交流电压;5.交流电压经过变压器降压并通过输出滤波电路去除纹波,得到稳定的输出电压。

2.基本结构:开关元件:通常采用MOSFET或IGBT作为开关元件。

它们能够在很短的开关时间内实现高效的能量转换。

变压器:变压器用于将输入电压降到合适的电压级别。

绕线的匝数比决定了输入输出电压的比例。

滤波电路:滤波电路用于去除输出电压中的纹波和噪声。

一般采用电容器进行滤波。

控制电路:控制电路通过对开关元件的工作周期进行调节,控制输出电压的稳定性。

常见的控制方法有固定频率控制和可变频率控制。

保护电路:保护电路用于对反激式开关电源进行过载、过压和短路等故障保护,确保电源的安全可靠。

3.设计方法:选取开关元件时,应考虑其导通压降、开关速度和损耗等因素。

通常选择导通压降较小、开关速度较快且具有较低损耗的器件。

选取变压器时,应根据输入输出电压和功率需求确定变压器的参数,如匝数比、磁芯材料和绕组结构等。

控制电路的设计需要结合具体应用进行调整,以实现输出电压的稳定性和负载适应性。

稳压和滤波电路的设计通常基于反馈控制的原理,通过对输入电压和输出电压进行差分放大和反馈控制,实现稳定的输出电压和滤波效果。

4.总结:反激式开关电源是一种广泛应用的电力变换器,具有体积小、效率高、轻负载性能好等优点。

设计反激式开关电源需要考虑开关元件、变压器、控制电路和滤波电路等多个方面的因素。

通过合理选型和设计,可以实现稳定可靠的输出电压。

反激式开关电源设计

反激式开关电源设计

反激式开关电源设计反激式开关电源(Flyback Switching Power Supply)是一种常见的开关电源拓扑结构,广泛应用于各种电子设备中。

它具有体积小、效率高、成本低以及输出功率可调等优点,是现代电子产品中常见的电源设计方案之一反激式开关电源的基本工作原理如下:输入电压通过输入滤波电容进行滤波处理后,经过输入电阻和整流二极管进入变压器的一侧,经过一定的变换比转化为高压脉冲,在一段时间内使得磁场存储能量。

然后,纳秒级的开关管被打开,导通磁漏感能量在负载中释放,给负载提供电能。

在变压器中,输出输出电压通过输出二极管、滤波电容等元件经过滤波处理后,提供给负载。

同时,负载电流的反馈信息通过反馈电路控制控制器,实现对输出电压的稳定调节。

1.输入电压范围:反激式开关电源应能适应不同输入电压,以保证电源的稳定输出。

2.输出电压范围:根据具体应用需求确定输出电压范围,可通过反馈电路和调节元件进行调节。

3.输出功率:根据负载的需求确定输出功率大小,确保负载能够正常工作。

4.效率:反激式开关电源的效率较高,设计时应尽量选择低损耗的元件和合适的电路结构,以提高整个系统的效率。

5.稳定性:设计时需要考虑输出电压的稳定性,可通过反馈控制和滤波电路等手段实现。

6.保护功能:考虑到电源在使用过程中可能遇到的过载、过压过流等问题,设计中应加入相应的保护电路,以保护电源和负载安全。

在具体的反激式开关电源设计过程中,需要按照以下步骤进行:1.根据负载的需求确定输入和输出电压,并计算所需的输出功率。

2.选取适合的开关管和变压器,根据输入和输出电压比计算变压器的变换比。

3.根据变换比确定合适的工作频率和占空比。

该步骤可通过电路仿真软件进行验证。

4.设计反馈控制回路,以控制输出电压的稳定性。

可选择基于电压模式或者电流模式进行控制。

5.根据设计参数选择合适的滤波电容和输出二极管等元件,以保证输出电压质量。

6.添加必要的保护电路,如过载保护、过压保护等,以保护电源和负载安全。

反激式开关电源设计全过程

反激式开关电源设计全过程

反激式开关电源设计全过程以21V63W 反激式开关电源的设计过程为例作较为详细的说明,公式的全过程不需要单位换算,只要跟着公式的每一步计算程序进行演算,均可顺利完成你的计算任务。

非常适合初学者“摸石头过河”。

由于本人水平有限,出错在所难免,欢迎大家批评指正!输入电压:175-264V AC输出电压:21V输出电流:3A输出功率Po:63W频率设定在60KHz占空比初步定在0.45反馈电压取14.5V反馈电流取100Ma总体拓扑如下:变压器计算一.挑选磁芯。

考虑成本因素在此选择PC40 材质,查PC40 资料得Bs=0.39T Br=0.06T^B=Bs-Br=0.39T-0.06T=0.33T为了防止磁芯的瞬间出现磁饱和,我取低^B 值,即0.33T*0.6=0.198T(取0.2T)用AP 法计算磁芯AP=[(Po/^n+Po)*1000]/2*^B*Fs*1000*J*Ku)AP=[(63W/0.8+63W)*1000]/(2*0.2*60KHz*1000*400*0.2) AP=0.738(mm4)公式中^B 是效率取0.8Fs 开关频率60KHzJ 电流密度取400(A/cm2)Ku 铜窗系数取0.2根据上图,我选择大于计算AP 值的磁芯EE3528相关参数是:Ae=84.8mm2 AP=1.3398cm4Aw=158mm2 AL=2600nH/H2二.为了适应突变的负载电流,我把电源设计在临界电流模式。

临界电流IoB=0.8*Io=0.8*3A=2.4A1.最小输入电压Vimin ViACmin*1.2=210V2.匝比n=[Vimin/(V o+Vf)]*[Dmax/(1-Dmax)]n=[210V/(21V+1V)]*[0.45/(1-0.45)]n 7.83.副边峰值电流^IsB=2*IoB/(1-Dmax)^IsB=2*2.4A/(1-0.45)^IoB=8.72A4. 次级电感Ls=(V o+Vf)*(1-Dmax)*[1/(Fs*1000)]/^IsB*1000000Ls=(21V+1V)*(1-0.45)*[1/(60KHz*1000)]/8.72A*1000000Ls=23.58Uh5. 原边电感Lp=n*n*LsLp 7.8*7.8*23.58uHLp=1434uH6. 计算连续模式时的副边峰值电流.^Isp=Io/(1-Dmax)+(^IsB/2)^Isp=3A/(1-0.45)+(8.72A/2)^Isp=9.81A7. 计算连续模式时的原边峰值电流.^Ipp ^Isp/n^Ipp=9.81A/7.8^Ipp=1.257A三.匝数计算.1. 原边匝数Np=Lp*^Ipp/(^B*Ae)Np=1434uH*1.257A/(0.2*84.8)Np=106.28T取整Np=106T2.副边匝数Ns=Np/nNs=106T/7.8Ns=13.58T取整Ns=14T3.反馈匝数Nv=(Vcc+Vf)/[(V o+Vf)/Ns]Nv=(14.5V+1V)/[(21V+1V)/14T]Nv=9.87T取整Nv=10T四.计算磁芯的空气间隙。

单端反激式DC-DC开关电源变压器的设计全过程

单端反激式DC-DC开关电源变压器的设计全过程

单端反激式DC/DC 开关电源变压器的设计全过程,xuguoping 分享与世纪电源网的网友 变压器的参数计算:(1) 变压器的设计要求:输出电压:10V ~3KV ,8mA (变压器输出之后三倍压)输入电压:24 1V±工作频率:50KHZ最大占空比:45%变换效率:80%(2) 基本参数计算:输入最小电压:min IN V =-IN V V =24-1-0.5=22.5V输出功率:OUT OUT OUT P U I =30000.00824()W =×=输入功率:OUT IN P P η=2430()0.8W == (3) 选择磁芯:由于输出功率为24W ,需要留有一定的余量,选择磁芯的型号为:EI-28。

其具体参数如下:材料:PC40;尺寸:28.0*16.75*10.6(mm);P A :0.6005();:86 4cm e A 2mm W A :69.83; :4300;2mm L A 2/nH N S B :500mT () 390mT (10) 25o C 0o C 使用时为防止出现磁饱和,实取磁通密度m B = 250 mT(4) 粗略估计匝数比以及最大占空比(通过实际计算)min (1)OUT MAX IN MAX V D N V D −= 30000.5522.50.45×=× 162.9=(求出结果后然后取整为Nm )因为匝数比可以根据设计理念修正为M N =165,从而可以产生新的MAX Dmin OUT MAX M IN OUT V D N V V =+ 300022.51653000=×+44.7%=(5) 计算初级平均电流,峰值电流和电流的有效值由于输出功率为24W ,用电流连续模式(CCM )比较适合。

这里取为0.6RP K .min min IN OUT P AVG IN IN P P I V V η== 240.822.5=×1.333A =.1[1]2P AVG P RP MAX I I K D =− 1.333(10.50.6)0.447=−××4.26A=.P RMS P I I ==2.054A =.P RMS I -电流有效值,P I -峰值电流,.P AVG I -平均电流,(RP K R RP PI K I =)电流比例因数,MAX D -最大占空比; 利用Krp 的值可以定量描述开关电源的工作模式,若Krp=1.0,即峰值电流和脉动电流相等,开关电源工作在断续模式;若Krp<1.0,峰值电流大于脉动电流,开关电源工作在连续模式。

一步一步精通单端反激式开关电源设计

一步一步精通单端反激式开关电源设计

一步一步精通单端反激式开关电源设计————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:一步一步精通单端反激式开关电源设计目录■系统应用需求 (5)■步骤1_确定应用需求 (5)■步骤2_根据应用需求选择反馈电路和偏置电压VB (6)■步骤3_确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX,并基于输入电压和PO选择输入存储电容CIN的容量 (8)3.1、选择输入存储电容CIN的容量 (8)3.2、确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX (11)■步骤4_输入整流桥的选择 (11)■步骤5_确定发射的输出电压VOR以及钳位稳压管电压VCLO (13)■步骤6_对应相应的工作模式及电流波形设定电流波形参数KP:当KP≤1时,KP=KRP;当KP≥1时,KP=KDP (16)■步骤7_根据VMIN和VOR确定DMAX (18)■步骤8_计算初级峰值电流IP、输入平均电流IAVG和初级RMS电流IRMS (18)■步骤9_基于AC输入电压,VO、PO以及效率选定MOS管芯片 (20)■步骤10_设定外部限流点降低的ILIMIT降低因数KI (20)■步骤11_通过IP和ILIMIT的比较验证MOS芯片选择的正确性 (20)■步骤12_计算功率开关管热阻选择散热片验证MOS芯片选择的正确性 (20)■步骤13_计算初级电感量LP (21)■步骤14_选择磁芯和骨架,再从磁芯和骨架的数据手册中得到,,和BW的参考值 (22)■步骤15_设定初级绕组的层数L以及次级绕组圈数(可能需要经过迭代的过程) (29)■步骤16_计算次级绕组圈数以及偏置绕组圈数 (29)■步骤17_确定初级绕组线径参数OD、DIA、AWG (29)■步骤18_步骤23-检查。

如果有必要可以通过改变L、或磁芯/骨架的方法对其进行迭代,知道满足规定的范围 (30)■步骤24 –确认4200高斯。

(完整版)反激式开关电源的设计方法

(完整版)反激式开关电源的设计方法

1 设计步骤:1.1 产品规格书制作1.2 设计线路图、零件选用.1.3 PCB Layout.1.4 变压器、电感等计算.1.5 设计验证.2 设计流程介绍:2.1 产品规格书制作依据客户的要求,制作产品规格书。

做为设计开发、品质检验、生产测试等的依据。

2.2 设计线路图、零件选用。

2.3 PCB Layout.外形尺寸、接口定义,散热方式等。

2.4 变压器、电感等计算.变压器是整个电源供应器的重要核心,所以变压器的计算及验证是很重要的,2.4.1 决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式Gauss x NpxAeLpxIp B 100(max ) ➢ B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)➢ Lp = 一次侧电感值(uH)➢ Ip = 一次侧峰值电流(A)➢ Np = 一次侧(主线圈)圈数➢ Ae = 铁心截面积(cm 2)➢B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定,以TDK FerriteCore PC40为例,100℃时的B(max)为3900 Gauss ,设计时应考虑零件误差,所以一般取3000~3500 Gauss 之间,若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右,以避免铁心因高温而饱合,一般而言铁心的尺寸越大,Ae 越高,所以可以做较大瓦数的Power 。

2.4.2 决定一次侧滤波电容:滤波电容的决定,可以决定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高,可以做较大瓦数的Power ,但相对价格亦较高。

2.4.3 决定变压器线径及线数:变压器的选择实际中一般根据经验,依据电源的体积、工作频率,散热条件,工作环境温度等选择。

当变压器决定后,变压器的Bobbin 即可决定,依据Bobbin 的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6A/mm 2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温升记录为准。

反激式开关电源设计

反激式开关电源设计

Star
D
D
D
IC1 C5
1
S
2
Vcc
3
Fb
Ipk
D6 N2
L2
D7
R14
4
C7
R5
R6
R9
R11
IC2 R10
C13
3
1 IC3
2
R13
R12
第二章、变压器设计
单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感,它要承担着储能、变压、 传递能量等工作。下面对工作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压 器设计进行总结。
反激式(回扫式)开关电源设计
第一章、 电路结构 第二章、 变压器设计 第三章、 关键元件选择 第四章、 传导和辐射噪音的抑制
第一章、电路结构
1、 单管反激电路基本结构
DC IN
C1 R1
D1 T2
D1
N1
N2
R2
Q1
Drive
CS
R3
GND
DC OUT C2
GND
பைடு நூலகம்
2、 双管反激电路基本结构
DC IN T1 R1 N2
(Vo+Vf)×(T-Ton)
Np=
Vi×Ton
Vi×Ton Lp= (1-K)×I
为了避免磁芯饱和,我们应该在磁回路中加入一个适当的气隙,气隙一般大于 0.1mm,功率大,则气隙要大, 由以上可得磁芯参数:
Lg×Lp×10 8 Ae= 0.4π×Np 2
根据求得的 Ae 值选择合适的磁芯,一般尽量选择窗口长宽之比比较大的磁芯, 这样磁芯的窗口有效使用系数较高,同时可以减小漏感。 有了磁芯需再较正原边的匝数。根据下式:

反激式开关电源变压器的设计

反激式开关电源变压器的设计

反激式开关电源变压器的设计反激式开关电源变压器是一种常见的变压器类型,广泛应用于电子设备和通信设备中。

它具有体积小、效率高以及输出电压稳定等优点。

本文将分别从设计原理、工作方式和设计步骤等方面对反激式开关电源变压器的设计进行详细介绍。

一、设计原理二、工作方式反激式开关电源变压器的工作方式可以分为两个阶段:储能和传输。

在储能阶段,开关管打开,电流通过变压器一侧的绕组进行储能;在传输阶段,开关管关闭,储存的能量被转移到变压器另一侧的绕组上,最后输出所需的电压。

三、设计步骤1.确定输入电压和输出电压的需求。

根据实际应用需求确定输入电压和输出电压的范围。

2.计算变压器的变比。

根据输入电压和输出电压的比例计算变压器的变比N。

3.计算变压器的功率。

根据输出电压和输出电流计算变压器的功率,确保变压器能够承受所需的功率。

4.确定变压器的工作频率。

根据实际应用需求选择合适的工作频率,通常在20kHz到200kHz之间。

5.计算变压器的参数。

根据变压器的变比、工作频率和功率计算变压器的参数,包括绕组的匝数、铁芯的尺寸等。

6.选择合适的磁性材料。

根据变压器的参数选择适合的磁性材料,常用的材料有软磁合金和磁性氧化铁等。

7.进行原型设计和测试。

根据上述设计参数制作变压器的原型,并进行测试以验证设计结果的准确性。

8.进行参数调整和优化。

根据原型测试结果进行参数调整和优化,以实现更好的性能和效果。

9.进行批量生产。

当设计满足要求时,可以进行批量生产并进行产品验证和测试。

总结:。

反激式开关电源的设计

反激式开关电源的设计

反激式开关电源的设计1.反激式开关电源的基本原理与拓扑结构2.反激式开关电源的设计步骤(1)选择合适的开关器件:根据设计需求确定开关器件的额定电流和电压。

应选择满足设计需求的高效开关器件,以确保电源的稳定性和可靠性。

(2)设计变压器:变压器是反激式开关电源中非常重要的组成部分,其设计影响着整个电源的性能。

变压器的设计应根据输入电压、输出电压及负载电流等确定变比。

(3)设计输入滤波器:输入滤波器主要用于去除输入电源的高频噪声和电磁干扰。

应根据设计要求选择合适的滤波器元件。

(4)选择输出滤波器:输出滤波器用于去除输出电压中的高频噪声和波动。

应选择满足设计要求的输出滤波器元件。

(5)选择控制器和反馈电路:反激式开关电源需要一个控制器来控制开关器件的开关频率和占空比。

应根据具体设计需求选择合适的控制器和反馈电路。

(6)设计保护电路:反激式开关电源应设计有相应的保护电路,以防止过流、过压和过温等情况的发生,保证电源的安全可靠运行。

(7)进行电路仿真和调试:应使用电子设计自动化工具进行电路仿真和调试,以验证电源设计的正确性和稳定性。

3.注意事项和常见问题(1)电源设计应考虑效率和性能的平衡,既要保持高效率,又要满足设计要求。

(2)电源设计时要合理布局电路板,降低电磁干扰和噪声。

(3)电源设计应注意选择合适的元件,在成本和性能之间进行权衡。

(4)在进行电路仿真和调试时,应注意保护器件和测试仪器的安全,避免电源短路和电流过大导致元器件损坏。

(5)设计完成后,应进行严格的测试和质量控制,确保电源的稳定性和可靠性。

总结:反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构,在设计中需要考虑元件选择、变压器设计、滤波器设计、控制器和反馈电路选择等多个因素。

合理的设计和调试能够确保电源的稳定性和可靠性,满足设备的电源需求。

反激式开关电源变压器设计的详细步骤

反激式开关电源变压器设计的详细步骤

反激式开关电源变压器设计的详细步骤85W反激变压器设计的详细步骤1. 确定电源规格.1).输入电压范围Vin=90—265Vac;2).输出电压/负载电流:Vout1=42V/2A, Pout=84W3).转换的效率?=0.80 Pin=84/0.8=105W2. 工作频率,匝比, 最低输入电压和最大占空比确定.Vmos*0.8>Vinmax+n(Vo+Vf)600*0.8>373+n(42+1)得n<2.5Vd*0.8>Vinmax/n+Vo400*0.8>373/n+42得n>1.34所以n取1.6最低输入电压Vinmin=√[(Vacmin√2)* (Vacmin√2)-2Pin(T/2-tc)/Cin=(90√2*90√2-2*105*(20/2-3)/0.00015=80V取:工作频率fosc=60KHz,最大占空比Dmax=n(Vo+Vf)/[n(Vo+Vf)+Vinmin]= 1.6(42+1)/[1.6(42+1)+80]=0.45Ton(max)=1/f*Dmax=0.45/60000=7.5us3. 变压器初级峰值电流的计算.Iin-avg=1/3Pin/Vinmin=1/3*105/80=0.4AΔIp1=2Iin-avg/D=2*0.4/0.45=1.78AIpk1=Pout/?/Vinmin*D+ΔIp1=84/0.8/80/0.45=2.79A4. 变压器初级电感量的计算.由式子Vdc=Lp*dip/dt,得:Lp= Vinmi n*Ton(max)/ΔIp1=80*0.0000075/1.78=337uH 取Lp=337 uH5.变压器铁芯的选择.根据式子Aw*Ae=Pt*1000000/[2*ko*kc*fosc*Bm*j*?],其中: Pt(标称输出功率)= Pout=84WKo(窗口的铜填充系数)=0.4Kc(磁芯填充系数)=1(对于铁氧体),变压器磁通密度Bm=1500 Gsj(电流密度): j=4A/mm2;Aw*Ae=84*1000000/[2*0.4*1*60*103*1500Gs*4*0.80]=0.7cm4考虑到绕线空间,选择窗口面积大的磁芯,查表:ER40/45铁氧体磁芯的有效截面积Ae=1.51cm2ER40/45的功率容量乘积为Ap = 3.7cm4 >0.7cm4故选择ER40/45铁氧体磁芯.6.变压器初级匝数1).由Np=Vinmin*T on/[Ae*Bm],得:Np=80*7.5*10n-6/[1.52*10n-4*0.15] =26.31 取 Np =27T7. 变压器次级匝数的计算.Ns1(42v)=Np/n=27/1.6=16.875 取Ns1 = 17TNs2(15v)=(15+1)* Ns1/(42+1)=6.3T 取Ns2 = 7T。

反激式开关电源设计详细流程

反激式开关电源设计详细流程

反激式开关电源设计详细流程1.确定需求:首先要明确设计电源的输入电压和输出电流的需求,以及设计的环境条件,如工作温度范围和工作效率等。

2.选择主要元器件:根据需求确定选择适配器的主要元器件,包括变压器、MOSFET、二极管、电感器、电容器等。

3.设计变压器:变压器是反激式开关电源中的一个重要元器件,主要功能是提供电源输出的隔离和变压功能。

根据需求设计变压器的变比和功率,确定铁芯材料和绕线参数,如线径和绕线圈数等。

4.选择MOSFET:MOSFET是电源开关的关键元器件,它需要具备低导通和开关损耗、高效率和可靠性等特点。

根据需求选择合适的MOSFET,通过计算和模拟分析确定导通和关断时的最大功率损耗。

5.设计电感器和电容器:电感器和电容器用于滤波和稳压,通过计算和模拟模拟设计电流和电压波形,选择合适的电感值和电容值,以保证输出电流和电压的稳定。

6.设计控制电路:根据反激式开关电源的工作原理,设计适当的控制电路,用于控制开关管的导通和关断。

控制电路包括脉宽调制(PWM)控制和电流/电压反馈控制,以确保输出电流和电压的稳定和可靠。

7.选择和设计保护电路:反激式开关电源需要一些保护电路,如过压保护、过流保护、短路保护等。

根据设计需求选择合适的保护元器件和电路,以防止电源和被供电设备的损坏。

8.PCB设计:根据电路设计和布局要求进行PCB设计,包括元器件的布局、走线、线宽、间距等。

同时要考虑电磁兼容性(EMC)和热管理的问题。

9.原理图和PCB布线优化:通过仿真软件对电路进行仿真和优化,优化电路的参数和特性,如输出电压波形、效率和稳定性等。

10.系统测试与调试:完成PCB的制作和组装后,进行系统测试与调试,测试电源的输出性能、稳定性和保护功能等,并进行必要的调整和优化。

11.电源性能评估:对设计的电源进行性能评估,包括效率、功率因数、纹波和噪声等,以确保其符合设计要求和行业标准。

12.生产和质量控制:根据设计要求进行电源的批量生产,并进行质量控制,包括检测和测试,以确保产品的质量和可靠性。

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