131 1300 0010
本內容詳細介紹了開關電源變壓器計算方法
接下來，小編為大家整理了開關電源變壓器相關的計算公式，趕緊收藏起來吧！
1、確定系統規格
最小AC輸入電壓：VACMIN，單位：伏特。
最大AC輸入電壓：VACMAX，單位：伏特。
輸入電壓頻率：fL，50Hz或者60Hz。
輸出電壓：VO，單位：伏特。
最大負載電流：IO，單位：安培。
輸出功率：PO，單位：瓦特。
電源效率：η，如無數據可供參考，則對于低電壓輸出（低于6V）應用和高電壓輸出應用，應分別將η設定為0.75~0.79和0.8~0.89。
計算最大輸入功率：PIN，單位：瓦特。
2、直流電壓范圍（VMIN、VMAX）
最小直流輸入電壓VMIN
其中，
fL為輸入交流電壓頻率（50Hz/60Hz）；
tC為橋式整流大額導通時間，如無數據可供參考，則取3ms；
所有單位分別為伏特、瓦特、赫茲、秒、法拉第。
最大直流輸入電壓VMAX
3、相應工作模式和定義電流波形參數KP
圖2.2 電流波形與工作模式
當KP≤1，連續模式，如圖2.2a；
其中：IR為初級紋波電流，IP為初級峰值電流。
當KP≥1，非連續模式,如圖2.2b；
在連續模式設計中，寬電壓輸入時，設定KP=0.4；230V單電壓或者115V倍壓整流輸入時，設定KP=0.6。在非連續模式設計中，設定KP=1。
4、確定反射的輸出電壓VOR和最大占空比DMAX
反射電壓VOR設定在80V~110V。
連續模式時計算DMAX：
非連續模式時計算DMAX：
其中，設定CR5842外接功率MOSFET漏極和源極VDS=10V。
5、用產品手冊選擇磁芯材料，確定ΔB大小
選擇有磁芯材料應該考慮高Bs，低損耗及高ui材料，還要結合成本考量；見意選項用PC40以上的材質。為了防止出現瞬態飽和效應以低ΔB設計:
式中：ΔB為最大磁通密度擺幅，Bs為飽和磁通密度，Br為剩磁，BM為最大磁通密度,一般取在0.2~0.3范圍之內，若BM＞0.3T，需增加磁芯的橫截面積或增加初級匝數NP，范圍之內。如BM＜0.2T，就應選擇尺寸較小的磁芯或減小初級匝數NP值。
6、確定合適的磁芯
實際上，磁芯的初始選擇肯定是很粗略的，因為變量太多了。選擇合適磁芯的方法之一是查閱制造商提供的磁芯選擇指南。如果沒有可參考資料，可采用下面作為參考。
傳遞功率：
電流密度：
繞組系數：
式中，AP單位為mm4，Aw為窗口面積，Ae為磁芯的截面積，如圖2.3。ΔB為正常操作狀態下的最大磁通密度（單位：特拉斯（T））。為了防止磁芯因高溫而瞬間出現磁飽和，對于大多數功率鐵氧體磁芯的尺寸越大Ae越高，所做的功率就越大。
圖2.3：磁芯窗口面積和截面積
7、估算DCM/CCM臨界電流IOB
8、計算初級繞組與次級繞組匝數比
其中，NP和NS分別為初級側和次級側匝數。VO為輸出電壓，VF為二極管正向電壓：對超快速PN結二極管選取0.7V，肖特基二極管選取0.5V。VDCMIN為最小輸入直流電壓，DMAX為設置的最大占空比， VOR為反射電壓。
9、計算DCM/CCM臨界時副邊峰值電流ΔISB：
10、計算CCM狀態下副邊峰值電流ΔISP：
11、計算CCM狀態時原邊峰值電流ΔIPP：
12、計算副邊電感LS及原邊電感LP：
由于此電感值為臨界電感，若需要電路工作于CCM則可增大此電感值，若需要工作于DCM則可適當調小此電感值。
13、確定原邊最小NP匝數與副邊NS匝數：
其中單位分別為特拉斯、安培、微亨、平方厘米,，如無參考數據，則使用
以特拉斯(T)為單位。
14、次級繞組和輔助繞組
初級繞組與次級繞組匝數比：
其中，NP和NS分別為初級側和次級側匝數。VO為輸出電壓，VD為二極管正向電壓：對超快速PN結二極管選取0.7V，肖特基二極管選取0.5V。
然后確定正確的NS，使得最終的NP不得小于NP,MIN。有的時候最終的NP比NP,MIN大得多，這就需要更換一個大的磁芯，或者在無法更換磁芯時，則通過增加KP值來減小LP，這樣，最終的初級側匝數也會減小。
輔助繞組匝數
其中，VDD為輔助繞組整流后的電壓，VDB為偏置繞組整流管正向電壓；
考慮到系統在滿載和空載轉變瞬間，由于能量瞬間導致VDD下沖誤觸發UVLO，在系統允許的輸入電壓范圍內且輸出為空載時，建議VDD按13V來計算。
確定磁芯氣隙長度：
其中，Lg單位為毫米，Ae單位為平方厘米，AL為無間隙情況下的AL值，單位為納亨/圈2，LP單位為微亨。
通常不推薦對中心柱氣隙磁芯使用小于0.1 mm的值，因為這樣會導致初級電感量容差增大。如果您需要使用小于0.1 mm的Lg值，請咨詢變壓器供應商以獲得指導。
15.根據有效值電流來確定每個繞組的導線直徑。
當導線很長時（＞1m），電流密度可以取5A/mm2。當導線較短且匝數較少時，6~10A/mm2的電流密度也是可取的。應避免使用直徑大于1mm的導線，防止產生嚴重的渦流損耗并使繞線更加容易。對于大電流輸出，最好采用多股細線并繞的方式繞制，減小集膚效應的影響。
檢查一下磁芯的繞組窗口面積是否足以容納導線。所需的窗口面積由以下公式給出：
式中，AC為實際的導體面積，KF為填充系數。填充系數通常為0.2~0.3。
