詳細(xì)的反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì)全過程

ID:389078 · 發(fā)表于 2018-8-22 22:57

給新人學(xué)習(xí)的，很用心的設(shè)計(jì)，值得學(xué)習(xí)！還有帶仿真，不是經(jīng)典我不發(fā)！

以 21V63W 反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)過程為例作較為詳細(xì)的說明，公式的全過程不需要單位換算，只要跟著公式的每一步計(jì)算程序進(jìn)行演算，均可順利完成你的計(jì)算任務(wù)。非常適合初學(xué)者“摸石頭過河”。由于本人水平有限，出錯(cuò)在所難免，歡迎大家批評指正！

輸入電壓：175-264VAC 輸出電壓：21V 輸出電流：3A

輸出功率 Po=63W 頻率設(shè)定在 60KHz 占空比初步定在 0.45 反饋電壓取 14.5V 反饋電流取100Ma

總體拓?fù)淙缦?/font>

變壓器計(jì)算

一.挑選磁芯。

考慮成本因素在此選擇 PC40 材質(zhì)，查 PC40 資料得

Bs=0.39T Br=0.06T

^B=Bs-Br=0.39T-0.06T=0.33T

為了防止磁芯的瞬間出現(xiàn)磁飽和，我取低

^B 值，即 0.33T*0.6=0.198T(取 0.2T）

用 AP 法計(jì)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 0.8

Fs 開關(guān)頻率 60KHz

J 電流密度取 400(A/cm2) Ku 銅窗系數(shù)取 0.2

根據(jù)上圖，我選擇大于計(jì)算 AP 值的磁芯 EE3528

相關(guān)參數(shù)是：

Ae=84.8mm2 AP=1.3398cm4

Aw=158mm2 AL=2600nH/H2

二.為了適應(yīng)突變的負(fù)載電流，我把電源設(shè)計(jì)在臨界電流模式。

臨界電流 IoB=0.8*Io=0.8*3A=2.4A

1.最小輸入電壓 Vimin=ViACmin*1.2=210V

2.匝比 n=[Vimin/(Vo+Vf)]*[Dmax/(1-Dmax)] n=[210V/(21V+1V)]*[0.45/(1-0.45)] n=7.8

3.副邊峰值電流^IsB=2*IoB/(1-Dmax)

^IsB=2*2.4A/(1-0.45)

^IoB=8.72A

4. 次級電感 Ls=(Vo+Vf)*(1-Dmax)*[1/(Fs*1000)]/^IsB*1000000

Ls=(21V+1V)*(1-0.45)*[1/(60KHz*1000)]/8.72A*1000000

Ls=23.58Uh

5. 原邊電感 Lp=n*n*Ls Lp=7.8*7.8*23.58uH Lp=1434uH

6. 計(jì)算連續(xù)模式時(shí)的副邊峰值電流.

^Isp=Io/(1-Dmax)+(^IsB/2)

^Isp=3A/(1-0.45)+(8.72A/2)

^Isp=9.81A

7. 計(jì)算連續(xù)模式時(shí)的原邊峰值電流.

^Ipp=^Isp/n

^Ipp=9.81A/7.8

^Ipp=1.257A

三.匝數(shù)計(jì)算.

1. 原邊匝數(shù) Np=Lp*^Ipp/(^B*Ae) Np=1434uH*1.257A/(0.2*84.8) Np=106.28T

取整 Np=106T

2.副邊匝數(shù) Ns=Np/n

Ns=106T/7.8

Ns=13.58T

取整 Ns=14T

3.反饋匝數(shù) Nv=(Vcc+Vf)/[(Vo+Vf)/Ns]

Nv=(14.5V+1V)/[(21V+1V)/14T] Nv=9.87T

取整 Nv=10T

四.計(jì)算磁芯的空氣間隙。 Ig=Np*Np*0.000001256*Ae/(Lp/1000) Ig=106T*106T*0.000001256*84.8/(1434uH/1000)Ig=0.83mm

五.線徑.

1. 原邊線徑.

有效電流 Iprms=Po/^n/Vimin Iprms=63W/0.8/210V Iprms=0.375A

線徑

dwp=1.13*0.3 J 電流密度取 4(A/mm2)

dwp=0.339mm

用兩根直徑 0.18mm 的漆包線并繞.

2.次級線徑.

dws=1.13*0.886 J 電流密度取 4(A/mm2)

dws=1.0mm

用 4 根直徑 0.25mm 的漆包線并繞.

六.電流趨膚深度計(jì)算.

^I=76.5/244.9

^I=0.31mm

核對 dwH=^I*2*0.9 dwH=0.558mm

多股并繞時(shí)的線徑必須小于或等于 dwH 值，單線繞制時(shí)，線徑如果超過 dwH 值就要考慮采用多股并繞。

變壓器結(jié)構(gòu)繞制.

元器件計(jì)算

1. 保險(xiǎn)絲計(jì)算. Iimax=Po/^n/Vimin Iimax=63/0.8/175

Iimax=0.45A

FUSE=0.45*Kr

FUSE=1.998A 保險(xiǎn)絲選擇 F2A250V 式中 Kr 值是 4.44046

具體計(jì)算公式見本人 QQ 里有詳細(xì)計(jì)算過程。

2. 輸入慮波電容計(jì)算.

容量

C=Vo*Io*[2*3.14/f*(Vimin/3.14/3.14-4.44)] C=21*3*[2*3.14/50*(175/3.14/3.14-4.44)] C=105.2Uf

最大施加電壓

VH=Vimax*1.414

VH=264*1.414

VH=373.2V

電容選擇 100uF400V

2. 工頻整流管計(jì)算.

3. 啟動(dòng)電阻計(jì)算.

4.

5. 功率開關(guān)計(jì)算.

6. 振蕩頻率計(jì)算

7. 輸出整流管計(jì)算.

8. 整流管 RC 吸收支路計(jì)算.

9. 輸出慮波電容計(jì)算.

10. 輸出電感計(jì)算.

11. TL431 外圍元件計(jì)算.

12. RCD 尖峰吸收支路計(jì)算.

13. 電流檢測電阻計(jì)算.

自我介紹：大家好，首先告訴大家的是我的水平不高，缺乏技術(shù)理論，很多東西都是硬著頭皮做，這段時(shí)間認(rèn)識了不少的業(yè)界朋友，技術(shù)也跟著提了一些，但比起大家卻差之甚遠(yuǎn)。我今天發(fā)表的這個(gè)小文目的是進(jìn)一步接近大家，與大家共同探討技術(shù)的精髓。

謝謝大家的支持！

全部資料51hei下載地址：

反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì)全過程(有仿真).pdf (584.8 KB, 下載次數(shù): 801)

單端反激開關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)乞力馬扎羅的雪.pdf.pdf (141.17 KB, 下載次數(shù): 465)

ID:387856 · 發(fā)表于 2018-8-23 09:25

這些計(jì)算公式看著就................. 現(xiàn)在設(shè)計(jì)電源沒這么復(fù)雜了，各個(gè)電源IC廠家的FAE已經(jīng)把所有的技術(shù)參數(shù)都給到了�，F(xiàn)在設(shè)計(jì)就是畫畫板，細(xì)調(diào)一些參數(shù)，達(dá)到認(rèn)證。

ID:389078 · 發(fā)表于 2018-8-23 19:58

liuhailan5757 發(fā)表于 2018-8-23 09:25
這些計(jì)算公式看著就................. 現(xiàn)在設(shè)計(jì)電源沒這么復(fù)雜了，各個(gè)電源IC廠家的FAE已經(jīng)把所有的技術(shù)參 ...

FAE 給你的方案，那是人家的職責(zé)。技術(shù)這東西，看個(gè)人追求，F(xiàn)AE只能提供基本的案例，復(fù)雜點(diǎn)的，高端的東西還是看自個(gè)本事。

ID:161144 · 發(fā)表于 2018-9-23 09:33

youyoujiasu 發(fā)表于 2018-8-23 19:58
FAE 給你的方案，那是人家的職責(zé)。技術(shù)這東西，看個(gè)人追求，F(xiàn)AE只能提供基本的案例，復(fù)雜點(diǎn)的，高端的東 ...

就像windows一樣，別人給開發(fā)了一個(gè)平臺，干什么，怎么干還得看你自己，能干到什么樣就不好說了。

ID:161144 · 發(fā)表于 2018-10-8 11:46

考慮成本因素在此選擇 PC40 材質(zhì)，查 PC40 資料得
Bs=0.39T Br=0.06T
^B=Bs-Br=0.39T-0.06T=0.33T
為了防止磁芯的瞬間出現(xiàn)磁飽和，我取低
^B 值，即 0.33T*0.6=0.198T(取 0.2T）
這個(gè) Br=0.06T是怎么來的，乘0.6？

ID:426136 · 發(fā)表于 2018-11-14 08:17

看上去很不錯(cuò)

ID:129952 · 發(fā)表于 2018-12-11 10:02

特意登錄,特意頂贊.順問,成品的實(shí)際功率,和實(shí)際電壓是多少,補(bǔ)足數(shù)據(jù)就更好了!超贊!

ID:129952 · 發(fā)表于 2018-12-11 10:27

再附,如果樓主在設(shè)計(jì)上更細(xì)心點(diǎn),就更好了,比如:原邊匝數(shù)中間有抽頭,放個(gè)跳線,以適應(yīng)各國的AC110v/220v電壓,畢竟國際化,另外副邊,21v的可以有4組,可構(gòu)成4*5V=20,方便多電壓的二次開發(fā)和利用.比如:5v的鋰電池充電4.2V,組成4*3.6=14.4v,鉛酸12v的充電3*5=15v,等等.

ID:219544 · 發(fā)表于 2018-12-11 14:52

學(xué)習(xí)了，很不錯(cuò)的資料。

ID:317518 · 發(fā)表于 2018-12-26 09:08

很好的思路樓主能介紹下反饋怎么設(shè)計(jì)的嗎？

ID:463447 · 發(fā)表于 2019-1-7 09:13

666厲害厲害

ID:396842 · 發(fā)表于 2019-1-8 22:48

學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。

ID:396842 · 發(fā)表于 2019-1-8 22:49

進(jìn)來學(xué)習(xí)一下。

ID:29438 · 發(fā)表于 2019-1-25 08:18

正在學(xué)習(xí)開關(guān)電源,不知樓主用什么仿真軟件?

ID:483228 · 發(fā)表于 2019-3-2 14:31

看著很不錯(cuò)的樣子啊！

ID:483228 · 發(fā)表于 2019-3-2 14:39

為什么不完整？！

ID:472242 · 發(fā)表于 2019-3-2 18:41

輸入電壓：175-264VAC 的反激式開關(guān)電源真的很可笑，一看就是外行！反激式的目的就是要做跨電壓(85-264V)，要不直接用正激式了.而卻完全沒有考慮能效與輻射及認(rèn)證相關(guān)因素

ID:477787 · 發(fā)表于 2019-3-5 21:50

知識貼，正能量。

ID:471782 · 發(fā)表于 2019-3-6 11:31

支持分享，了解設(shè)計(jì)過程

ID:196954 · 發(fā)表于 2019-3-15 19:47

這個(gè)對我現(xiàn)在的學(xué)習(xí)很有用啊，謝謝分享

ID:166557 · 發(fā)表于 2019-3-21 01:05

好資料，謝謝樓主分享！��！

ID:283269 · 發(fā)表于 2019-3-22 14:27

經(jīng)典！資料很詳實(shí)感謝樓主的無私分享！

ID:25171 · 發(fā)表于 2019-4-11 07:25

liuhailan5757 發(fā)表于 2018-8-23 09:25
這些計(jì)算公式看著就................. 現(xiàn)在設(shè)計(jì)電源沒這么復(fù)雜了，各個(gè)電源IC廠家的FAE已經(jīng)把所有的技術(shù)參 ...

不錯(cuò)的啟蒙文檔

ID:551887 · 發(fā)表于 2019-5-31 15:16

做biye設(shè)計(jì)中，詳細(xì)計(jì)算對我?guī)椭么�，謝謝

ID:543605 · 發(fā)表于 2019-6-10 15:58

非常給力！感謝分享

ID:546162 · 發(fā)表于 2019-7-1 15:31

進(jìn)來學(xué)習(xí)一下。

ID:118677 · 發(fā)表于 2019-7-5 22:54

學(xué)習(xí)了，很不錯(cuò)的資料!!! 學(xué)習(xí)了，很不錯(cuò)的資料! 學(xué)習(xí)了，很不錯(cuò)的資料

ID:605659 · 發(fā)表于 2019-8-30 21:55

H反正我是新手，可以多看看

ID:142416 · 發(fā)表于 2019-9-26 17:29

沒看懂~飄過~

ID:482001 · 發(fā)表于 2019-10-24 15:32

非常感謝

ID:641997 · 發(fā)表于 2019-11-14 16:10

這個(gè)很不錯(cuò)啊，蠻詳細(xì)的，先下載學(xué)習(xí)一下

ID:503081 · 發(fā)表于 2019-12-25 11:31

看上去還不錯(cuò)Mark，下來細(xì)看

ID:580077 · 發(fā)表于 2020-1-8 15:14

正在做一款10w輸出的，以前沒做過，學(xué)習(xí)

ID:521315 · 發(fā)表于 2020-1-13 17:50

好帖，頂一下學(xué)習(xí)了

ID:418453 · 發(fā)表于 2020-3-4 10:55

謝謝分享��！

ID:8940 · 發(fā)表于 2020-3-9 02:18

不錯(cuò)，參數(shù)計(jì)算的很全面，如果有計(jì)算的具體過程就更好了

ID:56884 · 發(fā)表于 2020-3-28 10:00

很好不錯(cuò)

ID:248997 · 發(fā)表于 2020-4-13 09:44

很好的資料，看上去很不錯(cuò)

ID:128989 · 發(fā)表于 2020-4-18 10:22

不錯(cuò)了，起碼動(dòng)手做出東西了

ID:292128 · 發(fā)表于 2020-5-7 10:31

好東西，學(xué)習(xí)了

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詳細(xì)的反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì)全過程

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