電源設(shè)計知識-10個電源設(shè)計最常用公式解析

電源是將其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。

電源自“磁生電”原理，由水力、風力、海潮、水壩水壓差、太陽能等可再生能源，及燒煤炭、油渣等產(chǎn)生電力來源。

常見的電源是干電池（直流電）與家用的110V-220V 交流電源。本文將為你解析10個電源設(shè)計最常用的公式。非常實用，推薦收藏。

1、MOSFET開關(guān)管工作的最大占空比Dmax

式中：Vor為副邊折射到原邊的反射電壓，當輸入為AC 220V時反射電壓為135V；VminDC為整流后的最低直流電壓； VDS為MOSFET功率管導(dǎo)通時D與S極間電壓，一般取10V。

2、變壓器原邊繞組電流峰值IPK為

式中：η為變壓器的轉(zhuǎn)換效率；Po為輸出額定功率，單位為W。

3、變壓器原邊電感量LP為

式中：Ts為開關(guān)管的周期(s)；LP單位為H。

4.變壓器的氣隙lg為

式中：Ae為磁芯的有效截面積(cm2)；△B為磁芯工作磁感應(yīng)強度變化值(T)；Lp單位取H，IPK單位取A，lg單位為mm。

5.變壓器磁芯

反激式變換器功率通常較小，一般選用鐵氧體磁芯作為變壓器磁芯，其功率容量AP為

式中：AQ為磁芯窗口面積，單位為cm2；Ae為磁芯的有效截面積，單位為cm2；Po是變壓器的標稱輸出功率，單位為W；fs為開關(guān)管的 開關(guān)頻率；Bm為磁芯最大磁感應(yīng)強度，單位為T；δ為線圈導(dǎo)線的電流密度，通常取200～300A/cm2，η是變壓器的轉(zhuǎn)換效率；Km為窗口填充系數(shù)， 一般為0.2~0.4；KC為磁芯的填充系數(shù)，對于鐵氧體為1.0。

根據(jù)求得的AP值選擇余量稍大的磁芯，一般盡量選擇窗口長寬之比較大的磁芯，這樣磁芯的窗口有效使用系數(shù)較高，同時可以減少漏感。

6、變壓器原邊匝數(shù)NP

式中：△B為磁芯工作磁感應(yīng)強度變化值(T)，Ae單位為cm2，Ts單位為s。

7.變壓器副邊匝數(shù)NS

式中：VD為變壓器二次側(cè)整流二極管導(dǎo)通的正向壓降。

8.功率開關(guān)管的選擇

開關(guān)管的最小電壓應(yīng)力UDS

一般選擇DS間擊穿電壓應(yīng)比式(9)計算值稍大的MOSFET功率管。

9.繞組銅耗PCU

原、副邊繞組電阻值可通過求繞組電阻值R的公式求出，當求原邊繞組銅耗時，電流用原邊峰值電流IPK來計算;求副邊繞組銅耗時，電流用輸出電流Io來計算。

10.磁芯損耗

磁芯損耗取決于工作頻率、工作磁感應(yīng)強度、電路工作狀態(tài)和所選用的磁芯材料的性能。對于雙極性開關(guān)變壓器，磁芯損耗PC：

式中：Pb為在工作頻率、工作磁感應(yīng)強度下單位質(zhì)量的磁芯損耗(W/kg); Gc為磁芯質(zhì)量(Kg)。

對于單極性開關(guān)變壓器，由于磁芯工作于磁滯回線的半?yún)^(qū)，所以磁芯損耗約為雙極性開關(guān)變壓器的一半。變壓器總損耗為總銅耗與磁芯損耗之和。

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