反激式开关电源设计

反激式开关电源隔离变换器设计步骤 电路基本结构： 不连续电流模式时 Buck变换器的设计公式 电感 L：       max max max 1 ( ) 2 o d w o V V T D D L H I     最大占空比：     max max 1o w in V D D V   最大导通时间：   maxmaxont TD 最大截止开时间：    minmax 1offt T D  电感器的电流峰值：  0 max 2 1pk w I I D   连续电流模式时 Buck变换器的设计公式 电感 L：     min min 1 ( ) 2 o o V T D L H I   最大占空比：   max min o in V D V  最小占空比：   min max o in V D V  最大导通时间：   maxmaxont TD 最大截止时间：   minmax (1 )offt T D  电感器电流的变化量：    min minmax 1inTV D DI L    电感器的峰值电流：  max 2pk o I I I    不连续电流模式时 Boost变换器的设计公式 电感 L：       2 max max max max 1 ( ) 2 o d w o V V TD D D L H I     最大占空比：    minmax 1 o din w o V V V D D V          最小占空比：    maxmin 1 o din w o V V V D D V          最大导通时间：   maxmaxont TD 最大截止时间：   minmax (1 )offt T D  电感器电流的峰值：  max min 2 o pk o P I V D  连续电流模式时 Boost变换器的设计公式 电感 L：       2 min min max min 1 ( ) 2 o d o V V TD D L H I    最大占空比：  minmax 1 in o V D V    最小占空比：  maxmin 1 in o V D V    最大导通时间：   maxmaxont TD 最大截止时间：   minmax (1 )offt T D  电感器的电流变化量：   minmaxinTV DI L   电感器电流的峰值：  max max1 2 o pk I I I D     不连续电流模式时 Buck-Boost倒向变换器的设计公式 电感 L：       2 max max max 1 ( ) 2 o d w o V V T D D L H I     最大占空比：      max min 1o d w o d in V V D D V V V      最小占空比：      min max 1o d w o d in V V D D V V V      最大导通时间：   maxmaxont TD 最大截止时间：   minmax (1 )wofft T D D   电感器的电流峰值：     max maxmin 2 o pk in P I V D  连续电流模式时 Buck-Boost倒向变换器的设计公式 电感 L：       2 min max min 1 ( ) 2 o d o V V T D L H I    最大占空比：   max min o o in V D V V   最小占空比：   min max o o in V D V V   最大导通时间：   maxmaxont TD 最大截止时间：   minmax (1 )offt T D  电感器的电流变化量：   minmaxinTV DI L   电感器电流的峰值：  max max1 2 o pk I I I D     不连续电流模式具有隔离 Buck-Boost倒向变换器的设计公式 一次电感：     2 max max ( ) ( ) 2 in equiv p R T D L H 最大导通时间：   maxmaxont TD 最大截止时间：   minmax (1 )wofft T D D   总输出功率：      1 2max 1 max 2 max( ) ( ) ...o d o do o oP I V V I V V     最大输入功率：    max in maxP oP   等效输入电阻：     2 min (max) in in equiv in V R P  一次电流峰值：         max max min 2 t in p pk on in P T I V  连续电流模式具有隔离 Buck-Boost倒向变换器的设计公式 电感 L：     2 minmax min ( ) 2 in in V D T L H P     最小占空比：     min min max max in in V D D V  最大导通时间：   maxmaxont TD 最大截止时间：   minmax (1 )offt T D  最小输入功率：      1 2min 1 min 2 min( ) ( ) ...o d o do o oP I V V I V V     最小输入功率：    min in minP oP   电感器的电流变化量：   maxmininTV DI L   电感器电流的峰值：  max max 2 in pk I I I D    工作在不连续电流模式且具有隔离的 Buck-Boost变换器 设计步骤 一.设计参数： 1.输入电压标称值：Vin 2.输入电压最小值：Vin（min） 3.输入电压最大值：Vin(max) 4.输出电压 Vo1 5.输出电流 Io1 6. 输出电压 Vo2 7. 输出电流 Io2 8.窗口利用系数 Ku=0.29 9.频率 f 10.变换器效率η 11.最大占空比 Dmax=0.5 12.休止时间占空比 Dw=0.1 13.调整率α（1﹪） 14.工作磁通密度 Bm=0.25T 15.二极管电压 Vd=1V 二.设计步骤 1. 1. 高频下电流穿透深度为（单位：cm）： 6.62D f  导线直径（单位：cm）：d=2D（然后选择相近的导线） 导线裸线面积 2 4w d A   2. 1 T f  (s) 3. 计算晶体管最大导通时间：   maxmaxont TD （s） 4. 计算总的负载功率：   1 1 2 2max ( ) ( )o o d o o doP I V V I V V    5. 计算最大输入电流 Iin(max)       max in max in min I ( ) V oP A   6. 计算一次电流的峰值：         max max min 2 t o p pk on in P T I V  7. 计算一次电流的有效值：     3 on p rms p pk t I I T  8. 计算最大输入功率：    max max o in P P   9. 计算等效输入电阻：     2 min (max) in in equiv in V R P  10. 计算要求的一次电感量 L：     2 max max ( ) ( ) 2 in equiv p R T D L H 11. 计算能量处理能力：   2L 2 p pkIW  （J） 12. 计算电状态系数： 40.145 10e o mK P B   13. 计算磁芯几何常数 Kg（cm5） 2 1.35g e W K K   （α=1） 14. 根据 Kg由上表选择磁芯： 磁路长度 MPL（cm），铁心质量 Wtfe（g），铜质量 Wtcu(g)，平均匝长 MLT(cm)，磁芯面积 Ac(cm2)，窗口 面积Wa(cm2)，面积积 Ap(cm4)，磁芯几何常数 Kg(cm5)， 表面积 At(cm2)，磁导率μ，绕组长度 G 15. 计算电流密度 J，利用窗口利用系数 Ku=0.29 42 10 m p u W J B A K   （A/cm2） 16. 计算一次导线面积：    p rms pw B I A J  （cm2） 17. 计算需要的一次导线股数： pp  w B n w A S A （ ） 18. 计算一次绕组的匝数：Wap为一次绕组占窗口的面积 2 a ap W W  3 u ap p w K W N A  19. 计算需要的气隙： 2 80.4 10 ( )cg m N A MPL l cm L      20. 计算以圆密耳为单位的等效气隙： 393.7gmils l  21. 计算边缘磁通系数： 2 1 lng gc l G F lA   22. 通过引入边缘磁通系数 F计算新的绕组匝数： 80.4 10 g np c l L N A F    23. 计算磁通密度的峰值：   40.4 10 ( ) np p pk pk g m N FI B T MPL l      24. 计算一次新的： / / / . / p   w n μΩ cm New μΩ cm μΩ cm 1 7 A S （ ）（ ） （ ） 25. 计算一次绕组的电阻：   610 ( )p npR MLT N cm         26. 计算一次铜损：  p pp 2 rmsP I R W（ ） 27. 计算二次绕组 1的匝数：      1 max 1 maxmin 1np o d w s in N V V D D N V D     28. 计算二次电流 Is1的峰值 Is1（pk） 1 max 2 1 o w I D D  s1 pk I （ ） 29. 计算二次电流 Is1的有效值： max1 3 wD Ds1 s1 pkI I（rms） （ ） 30. 计算二次导线 1的面积：    1 1 s rms sw B I A J  31. 2计算需要的二次绕组 1的导线股数：  1 1 sw B ns w A S A 32. 计算二次绕组 S1的： 1 / / / . / s   w n μΩ cm μΩ cm μΩ cm 1 7 A S （ ）（S1） （ ） 33. 计算二次绕组 1的电阻：   61 1 10 ( )s sR MLT N cm         34. 计算二次绕组 1的铜损:  1 11s ss 2 rmsP I R W（ ） 35. 计算二次绕组 2的匝数：      2 max 2 maxmin 1np o d w s in N V V D D N V D     36. 计算二次电流 Is2的峰值： 22 max 2 1 o w I D D  s pk I （ ） 37. 计算二次电流 Is2的有效值： max 2 2 1 3 wD Ds s pkI I（rms） （ ） 38. 计算二次绕组 2所需的导线面积：    2 2 s rms sw B I A J  39. 计算二次绕组 2所需的导线股数：  22 sw B ns w A S A 40. 计算二次绕组 2的： 2 / / / . / s   w n μΩ cm μΩ cm μΩ cm 1 7 A S （ ）（S2） （ ） 41. 计算二次绕组 2的绕组电阻：   62 2 10 ( )s sR MLT N cm         42. 计算二次绕组 2的铜损：  2 22s ss 2 rmsP I R W（ ） 43. 计算窗口利用系数：  1 1 2 2p np s ns s ns wt w u a a N S N S N S AN A K W W     44. 计算总铜损： 1 2Cu p s sP P P P   45. 计算次设计的调整率： / Cu oα P P 100％ 46. 计算交流磁通密度：   40.4 10 2 ( ) p pk np AC g m I N F B T MPL l       100％ 47. 计算每千克瓦特：W/Kg=kfmBnAC 48. 计算磁芯损失 PFe=（mW/g）WtFe×10-3 49. 计算总损失 P∑=PFe+PCu 50. 计算表面积功率耗散密度ψ=PΣ/At（W/cm2） 51. 计算温升 Tr=450ψ0.826（℃）