反激开关电源输出电容计算
- 格式:pdf
- 大小:57.06 KB
- 文档页数:1
反激开关电源参数计算1.输入电压的确定输入电压一般是由电网提供,常见的有220V交流电压和110V交流电压。
在设计反激开关电源时,需要根据实际应用环境和设备要求来确定输入电压。
2.输出电压的确定输出电压是根据实际需要来确定的,一般为直流电压。
在确定输出电压时,需要考虑设备的工作电压范围和设备对电源质量的要求。
3.功率的确定功率是反激开关电源的重要参数之一,它决定着电源所能提供的最大输出功率。
功率的确定需要综合考虑设备的负载需求和电源的能力,一般可以通过测量设备的功率消耗来确定。
4.电流的确定电流是反激开关电源输出的电流大小,它与功率有一定的关系。
一般来说,电流越大,功率也就越大。
在计算电流时,需要综合考虑负载的电流需求和电源的能力。
除了以上常规参数外,还有一些需要考虑的特殊参数。
比如开关频率、输出纹波、效率等。
开关频率指的是反激开关电源的工作频率,它决定了电源输出的稳定性和抗干扰能力。
一般来说,开关频率越高,电源的稳定性和抗干扰能力越好,但对元器件的要求也越高。
输出纹波是指反激开关电源输出电压的纹波幅度,它与输出电容器和输出滤波电感器的选取有关。
输出纹波越小,表示电源输出的稳定性越好。
效率是指反激开关电源输出的功率与输入的功率之比,它决定了电源的能量利用效率。
一般来说,效率越高,电源的能量损耗越小。
在进行反激开关电源参数计算时,需要综合考虑负载的需求、电源的能力以及其他特殊要求,进行合理的设计和选择。
同时,还要根据实际情况对参数进行优化和调整,确保电源的性能和可靠性。
开关电源电容选择计算方法开关电源的寿命很大程度受到电解电容的制约,而电解电容的寿命取决于其内核温升。
本文从纹波电流计算、纹波电流实测、电解电容选型、温度测试方法、寿命估算等方面,对电解电容作了全面的分析。
纹波电流产生的热量引起电容的内部温升,加速电解液的蒸发,当容值下降20%或损耗角增大为初始值的2~3倍时,预示着电解电容寿命的终结。
通过检查电容器上的纹波电流,可预测电容器的寿命。
本文以连续工作模式的反激变换器输出电容分析为例,重点从纹波电流角度全面分析电解电容的选型与寿命。
1、纹波电流计算假设已知连续工作模式的反激变换器,其输出电流Io 为1.25A,纹波率r为1.1,占空比D为0.62,开关频率为60kHz,由此可以计算次级纹波电流ΔIo和有效值电流Io.rms。
次级纹波电流ΔIo:有效值电流Io.rms:最终得到流过输出电容的纹波电流:图1直观的显示了该电容的纹波电流波形:图1 纹波电流波形2、电解电容选型由上述计算分析得到流过电容的纹波电流为1.72A,综合考虑体积和成本,选择了纹波电流为1.655A的电解电容。
该纹波电流需在电源开关频率下选择,如下列图某厂家电容手册的纹波电流有频率因子,不同频率下的纹波电流不同。
高频低阻电容均会给出100kHz下的纹波电流,本设计开关频率为60kHz,频率因子为0.96~1之间,在此取1即可。
图2 电容纹波电流频率因子注:纹波电流还有一个温度系数,例如105℃电容,在85℃环境温度下,允许的最大纹波电流约为额定最大纹波电流的1.73倍,该参数一般不在电容手册中表达。
3、纹波电流实测测试电解电容纹波电流时,需将电容引脚穿入电流探头中,通过示波器可读得交流有效值。
本设计实例的纹波电流测试结果如图3所示,示波器读得有效纹波电流为1.64A,与理论设计接近。
因此理论计算具有较大的工程指导意义。
图3 实测电容纹波电流4、温度测试方法测量容体表面温度Ts:需在电容器侧面的中间位置开展,如果由于外部影响导致电容器表面温度不均匀、不稳定,需综合测量电容器表面4个点的温度,再取平均值。
反激电路输出电压公式
反激电路的输出电压主要受负载电流、负载电容、开关电源电压、反
激电感和反激电容影响。
因此,反激电路的输出电压可以用以下公式表示:$$V_{out}=V_{in}-L\frac{dI_{L_2}}{dt}-I_L\frac{1}{1/{\omega C}+R_L}$$
其中,$V_{in}$是开关电源输入电压,$I_{L_2}$是负载电流,$L$是
反激电感,$I_L$是反激电流,$\omega$ 是反激频率,$C$ 是反激电容,$R_L$ 是负载电阻。
以上就是反激电路输出电压的公式。
由于反激功率转换器是一种开关电源,它的输出电压主要取决于对开
关电源的负载电流和功率转换器的结构及各部件参数。
不论负载电流多大,一旦负载电流和结构参数设定,功率转换器的输出电压就会稳定在一个特
定的值,即负载电流,结构参数和负载电容所决定的平均电压。
因此,反激电路的输出电压是受负载电流的瞬时变化和反激控制电路
的参数(即开关电源电压,反激电感,反激电容,负载电阻)影响的,并
且受这些因素的综合影响。
负载电流是反激功率变换器输出电压的主要调
节因素,这与普通变压器不同,因为普通变压器的输出电压主要受负载电
阻的影响,而不受负载电流的影响。
反激式开关电源变压器设计步骤及公式(4种计算方法比较)1.确定已知参数: (主要PWM方式)确定已知参数:(主要RCC方式)来自现代高频开关电源实用技术1,确定系统规格输出功率:输入功率: P୧=输入平均电流: Iୟ୴ൌሺౣሻ同左边占空比D୫ୟ୶=୲=0.5 f୫୧୬:25KHz输入直流电压Vୈେ=√2Vୟୡ在了解输出功率后确定所需磁芯A p=A e*A w(cm4)Ae:磁芯中心柱横截面积(cm2);A w:磁芯窗口面积(cm2)最小AC输入电压:V ACMIN,单位:V最大AC输入电压:V ACMAX,单位:V输入电压频率:f L,50Hz or 60Hz输出电压:V O,最大负载电流:I O输出功率:P O,单位:WIo:Po=Vo*Ioη:0.85P୧ൌP୭η2.峰值电流1T=10000G s输入峰值电流:Iൌכሺౣሻ对于BUCK(降压),推挽,全桥电路K=1.4对于半桥和正激K=2.8对于Boost,BUCK-Boost和反激K=5.5 I୮ൌ2כP୭כTηכV୧୬ሺ୫୧୬ሻכt୭୬A e*A w>כଵలଶככ౩כౣכஔכౣכౙ(cmସ) ;Ae是磁芯截面积(cm2),Aw是磁芯窗口面积(cm2);f的单位为Hz,Bm的单位为Gs,取(1500)不大于3000Gs,δ导线电流密度取:2~3A/mmଶ ,K୫窗口填充系数取0.2~0.4,Kc磁芯填充系数,对于铁氧体该值取1IୋൌP୧V୧୬୫୧୬IൌIୟ୴D୫ୟ୶כ2T୭୬ൌଵD୫ୟ୶(uint:µs)1S=106µsLൌౣכ୍ౌే(µH)3.计算初级电感因所以t୭୬ൌDכTൌଵଶכ若f取25KHz,则t୭୬为20μS选磁芯也可用公式Fosc<50KHz S=1.15*√Po(cmଶሻFosc<60KHz S=0.09*√Po(cmଶሻFosc>=60KHz S=0.075*√Po(cmଶሻNPൌౌכ୍ౌేככ10L P:mH; ΔB:260mT;A e:mm2NsൌሺV୭Vୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכNV୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶NaൌሺVୟVୟୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכNV୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶L =ሺౣሻכୈ୍ౌేכ౩ౙ其中L 单位:H f:Hz 电压:V, 电流:A匝比:n=ሺౣሻ=౩౦4. 计算初级匝数初级电感:L ୮ൌሺౣሻכ୲୍౦检验磁芯正规名牌磁性材料的Bm 不得大于3000Gs ,国产杂牌不大于2500Gs 更保险A 值是在磁芯上绕1000匝测得(美国)则N ൌ1000ටౌై此式中L 单位为mH变压器次级圈数:Ns>୬כ୍౦כ౦ୗכౣ*10其中S 为磁芯截面积,B୫值为3000Gs若A 值是用100匝测得且单位是nH/N ଶ,则N ൌ100ටౌై此式中L 单位为mH,A 单位为mH/N ଶ,在计算时要将A 的值由nH 转换为mH 后再代入式中计算;例如:某A 值为1300 nH/N ଶ, L 值为2.3mH,则A =1300nH/N ଶ=1.3 mH/N ଶ代入中计算得N 为133T 初级匝数为:Np=౩୬B(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(cm2 )B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定,以TDK Ferrite Core 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3000~3500Gauss 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5. 匝比n=౩ౌ=ሺౣሻ晶体管的基极电流I =୍౦୦ూు6. 次级绕组匝数N ୱ=N *n N ୱଵ=౦כሺାౚሻכሺଵିୈౣ౮ሻሺౣሻכୈౣ౮多路输出时N ୱ୶=ሺ౮ାౚ౮ሻכ౩భభାౚభ其中x 代表几路I ୰୫ୱൌI √27. 原边供电绕组N ୟ=N ୱכ在多路输出时Vo 为主输出电压计算线径(包括初级次级)同左边8. 选择磁芯型号要满足,磁芯中心柱截面积S=0.09*√Po (cm ଶሻ或满足公式A=A ୣכA ୵ൌכଵలଶככ౩כౣכஔכౣכౙ(cm ସ ) ;Ae 是磁芯截面积(cm 2),Aw 是磁芯窗口面积(cm 2);f 的单位为Hz ,Bm 的单位为Gs ,取(1500)不大于3000Gs ,δ导线电流密度取:2~3A /mm ଶ ,K ୫窗口填充系数取0.2~0.4,Kc 磁芯填充系数,对于铁氧体该值取1做较大瓦数的 Power 。
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。
最全开关电源相关计算开关电源是一种将不稳定的电压转换成稳定的输出电压的电源装置。
它采用了开关管(通常是MOS管)的开关动作,通过时序控制产生一个高速的开关电压,然后通过电感和电容进行滤波以得到稳定的输出电压。
开关电源的效率高、体积小、重量轻且可靠性强,因此在现代电子设备中得到广泛应用。
在设计和计算开关电源时,一般需要考虑以下几个方面:1.输入功率计算:输入功率(Pin)是指从交流电源输入到开关电源的实际功率,可以通过以下公式计算:Pin = Vac × Iac × Power Factor其中,Vac是交流电源的电压值,Iac是交流电源的电流值,Power Factor是功率因素。
2.输出功率计算:输出功率(Pout)是指开关电源输出的电功率,可以通过以下公式计算:Pout = Vout × Iout其中,Vout是开关电源的输出电压值,Iout是开关电源的输出电流值。
3.开关电源的效率计算:效率(η)是指开关电源输出功率与输入功率之间的比率,可以通过以下公式计算:η = Pout / Pin × 100%4.输出电压波动计算:输出电压波动(Vripple)是指开关电源输出电压的纹波(波动),可以通过以下公式计算:Vripple = (ΔI × DT) / (2 × C)其中,ΔI是输出电流的波动值,DT是开关频率下通导时间的百分比,C是输出电容值。
5.电感电流峰值计算:电感电流峰值(Ipeak)是指开关电源输出电感上的最大电流值,可以通过以下公式计算:Ipeak = Iout + (ΔI / 2)其中,Iout是开关电源的输出电流值,ΔI是输出电流的波动值。
6.输出电容计算:输出电容(Cout)是为了减小输出电压波动而加入的电容,可以通过以下公式计算:Co ut = (ΔI × DT) / (2 × Vripple)其中,ΔI是输出电流的波动值,DT是开关频率下通导时间的百分比,Vripple是允许的输出电压波动值。
开关电源电感、输⼊输出电容、⼆极管参数计算
本⽂是结合《精通开关电源设计》第⼆版第⼀、⼆章及⽹上看到的部分资料的整理,因为开关电源是⼀个很专业的领域,本⼈也不是很了解,本⽂的整理也只是可以快速的计算各元件可⽤的参数,当然开关电源芯⽚⼿册中也会给出相应的计算公式,这⾥整理的公式可能和芯⽚⼿册中有所不⼀样,但我想应该也差别不⼤,应该也可以达到可⽤的⽬的。
⼀、开关电源的基本拓扑
⼆、三种拓扑直流传递函数
三、参数的确定
1. 电感参数确认
电感参数确认使⽤L*I和负载缩放⽅法。
应⽤L*IL = Et/r计算得出电感值,应⽤IPK = IL*(1 + r/2)得出电感必须满⾜的峰值电流说明:
L-----------电感值
IL-----------电感平均电流
Et-----------伏秒积
r----------电流纹波率,r = ΔI/IL ≡ 2*IAC/IDC,r⼀般取0.4,⽆量纲
IPK-------流过电⼯那的峰值电流
2. 续流⼆极管参数选择
3. 输⼊输出电容选择
四、其他补充说明
针对BUCK电源:
1. 为了增强稳定性,可在电感的左边增加RC串接到低
2. 为了增强稳定性,可将续流⼆极管更换为开关管控制,使之成为同步BUCK电源
3. 为了更⼩的纹波,可在输出后级继续增加LC滤波电路,并且也可增加电感值,此适⽤所有拓扑。
反激式(RCD)开关电源器件参数计算RCD的计算方法先上个RCD钳位的原理图再上个MOS的VDS波形下面再说几个名词,这几个名词其实大家也知道,一个是钳位电压,上边用Vsn表示;一个是折射电压,上边用VRO表示;还有个脉动电压,上边用ΔV表示;MOS管的最大耐压,上边用BVdss表示;电源的最高输入电压,上边用Vin Max表示。
1.钳位电压Vsn是电容C两端的电压,与选用MOS的BVdss及最高输入电压以及降额系数有关,一般在最高输入电压Vin Max下考虑0.9的降额,则有Vsn=0.9*BVdss-Vin Max(我上边的实验选择的MOS为IRF640,BVdss=200V,Vin Max=70V)可以算出钳位电压Vsn为110V2.然后算折射电压VRO,根据VRO=(VOUT+VD)/(NS/NP)式中VOUT为输出电压VD为二极管管压降NS为次级匝数NP为初级匝数我的初级NP为31匝,次级NS为10匝,管压降VD≈1V,输出电压VOUT=12V 算出VRO=(12+1)/(10/31)=40V3.确定漏感量LIK,这个可以通过测试得出,我的实测了下为2.79uH;不过可以估测此漏感值,一般为初级电感量的1%-5%;4.确定峰值电流IPK的值输入功率PIN=POUT/Η,式中POUT为输出功率Η为效率我的输出电压为12V,电流为3A,假设效率为80%;代入式中得PIN=12*3/0.8=45W算出平均电流Iin-Avg=PIN/Vin Min式中Vin Min为最小输入电压我的最小输入是40V,也就是1207的最低输入电压。
代入式得Iin-Avg=45/40-1.125A确定峰值电流IPK=2*Iin-Avg/Δmax式中Δmax为最大占空比我的设的为0.5代入式得IPK=2*1.125/0.5=4.2A5.确定钳位电阻R的值,根据公式R=2(Vsn-VRO)*Vsn/LIK*IPK*IPK*Fs式中Fs为开关频率IPK*IPK为IPK的平方,俺不会写我的频率Fs为50Khz代入式得R=【2*(110-40)*110】/【2.79*4.2*4.2*50k】R=27K6.确定R的功率PR=Vsn*Vsn/R代入数值得PR=110*110/27000=0.448W可以用1W的电阻我手头没有1W27k电阻所以用个30K吧7.确定钳位电容C的值我们前边一直把C的点电压VC当成不变的处理,实际是有波动的,因为有漏感等杂散电感的影响,所有会有所波动,一般这个脉动电压ΔV取钳位电压Vsn的5%-10%,我们这取10%吧,所以ΔV=11V钳位电容的值C=Vsn/ΔV*R*Fs带入值得C=110/11*27k*50k=0.0074uF这里我们选个C=0.01uF的也就是103PF的电容回头我把实验结果和波形放上来!1.初级用了C=103 R=30K,次级R=22R,C=102,峰峰值160V2.我把初级R又并了个30K,R=15K了,别的没动,峰峰值150V了我又把初级C=103改为472,R=15K,次级没动,峰峰值又到138V了我想看看要是不动电阻呢,按计算结果,把并那个30K电阻去掉,C=472,次级不动,峰峰值150V以上总结,算出来的结果还得再试验中得到验证,只能做个参考;所以我们应以计算为基础,根据实验来回调整,找到一个更适合你的值。
反激式变压器开关电源电路参数计算精首先,需要根据所需输出电压和电流来确定变压器参数。
变压器的变压比可以通过以下公式计算:Np/Ns=Vo/Vi其中,Np为变压器的一次侧匝数,Ns为变压器的二次侧匝数,Vo为输出电压,Vi为输入电压。
其次,需要计算变压器的主开关功率Psw和辅助开关功率Paux。
Psw可以通过以下公式计算,考虑到变压器铁心饱和、铜耗以及边缘电容储能损耗的影响:Psw = 2 * 0.8 * (Vo * Io) / (η * fs)其中,η为系统效率,fs为开关频率。
Paux为辅助开关功率,可以通过以下公式计算:Paux = Vaux * Iaux其中,Vaux为辅助开关电压,Iaux为辅助开关电流。
接下来,需要确定主开关选用的二极管的参数。
二极管的最大正向电压和最大正向电流需满足以下条件:Vd=Vi+VoId=Io其中,Vd为二极管的最大正向电压,Id为二极管的最大正向电流。
然后,需要确定辅助开关选用的快恢复二极管的参数。
快恢复二极管的反向电压和正向电流需要满足以下条件:Vf<ViIf=2*Io其中,Vf为快恢复二极管的反向电压,If为快恢复二极管的正向电流。
最后,需要确定电容器的参数。
电容器的额定电压需要满足以下条件:Vc>2*Vo其中,Vc为电容器的额定电压。
以上是反激式变压器开关电源电路参数计算的一般步骤和公式。
在实际应用中,还需要考虑各种损耗、安全系数等因素,并根据具体的电源电路设计要求进行参数计算。
由于篇幅限制,无法详细展开,但可以借助电源电路设计手册或电源计算软件等辅助工具,更准确地计算反激式变压器开关电源电路参数。
反激式变换器输出端电容的计算反激式变换器(Flyback Converter)是一种常用的开关电源拓扑结构,常见用于低功率电源系统中。
在反激式变换器中,输出端电容(输出滤波电容)的计算是非常重要的,它对于稳定输出电压和降低输出纹波电压起到了至关重要的作用。
要计算反激式变换器的输出电容,需要考虑以下几个因素:1.输出电压纹波电压的要求:输出电容容值的大小将在很大程度上取决于所需的输出电压纹波电压的大小。
2.负载电流的变化范围:负载电流的变化范围也会对输出电容的容值产生影响。
较大的负载电流变化将要求较大的输出电容来满足纹波电压要求。
3.输出电感的特性:输出电容的大小还与输出电感的特性有关。
较小的输出电感将要求更大的输出电容来满足纹波电压和稳定输出电压的要求。
以下是一般的反激式变换器输出电容的计算步骤:1.确定输出电压纹波电压的要求:根据应用的需求和规范,确定所需的输出电压纹波电压的最大允许值。
通常,纹波电压允许范围为输出电压的1%至10%。
2.确定最大负载电流变化范围:确定负载电流的最大变化范围。
负载电流的变化范围将直接影响到电容大小的选择。
3.确定输出电感的特性:根据应用需要选择输出电感器的特性,包括电感值、电感器质量因数等。
4.计算输出电容的初始容值:根据输出电压纹波电压要求、负载电流变化幅度和输出电感的特性,计算出初始的输出电容容值。
公式如下:C=(ΔI×t)/ΔV,其中C为输出电容容值,ΔI为负载电流的最大变化量,t为纹波电压周期,ΔV为输出电压纹波电压。
5.修正输出电容的容值:根据应用的要求,选择最接近的标准电容容值,并进行必要的调整。
6.进行电容器的功率和压降计算:根据选定的电容器,计算其所需的功率和压降。
根据计算结果选择合适的电容器及其压降特性。
需要注意的是,反激式变换器输出电容的容值选择并非唯一,还需要考虑空间、成本等实际应用因素的影响。
因此,在实际设计中,还需要根据具体应用场景和要求进行综合考虑和调整。
反激开关电源输出电容计算
1.负载要求:不同的负载对电源输出的稳定性要求不同。
一般来说,
负载越大或变化越大,所需的输出电容就越大。
负载要求可以通过负载电
流和负载电压的波动范围来确定。
2.输出电压波动:输出电容的容量大小直接影响到输出电压的稳定性。
输出电容越大,输出电压的波动范围就越小。
根据输出电压的波动范围,
可以通过下面的公式计算输出电容的最小值:
C=ΔI/(f×ΔV)
其中,C为输出电容的容量(单位为法拉F),ΔI为负载电流的波
动范围(单位为安培A),f为开关频率(单位为赫兹Hz),ΔV为输出
电压的波动范围(单位为伏特V)。
3.开关频率:反激开关电源的开关频率一般为数十千赫到几百千赫。
频率越高,所需的输出电容就越小。
频率的选择应考虑功率损耗和效果保
证等因素。
4.输入电压波动:输入电压的波动范围也会影响到输出电容的大小。
输入电压波动越大,所需的输出电容也越大。
具体的计算需要结合电源工
作的工作模式和负载特性。
在实际应用中,还需要考虑到输出电容器的选择和电源的稳定性设计。
输出电容器的选择应满足电压和电流的要求,并具有较低的ESR(等效串
联电阻)和ESL(等效串联电感)。
总结起来,计算反激开关电源输出电容需要综合考虑负载要求、输出
电压波动、开关频率和输入电压波动等因素。
根据这些因素,可以通过相
应的公式计算出输出电容的最小值,并在实际应用中选择适当的电容器并进行稳定性设计,以满足电源输出的稳定性和负载要求。
符号数值单位数值范围表达式step1:规格最小交流输入电压最小值Vin,min85VAC>85最大交流输入电压Vin,max265VAC<265最大占空比(设定)Dmax0.45开关电源一般不超过0.45(n*(Vo+Vf))/(SQRT(2)*Vinmin+n*(Vo +Vf))效率(设定)η0.8根据电源设计估算输入功率Pin7.875(Vout*Iout)/η开关频率f60kHz根据电源设计估算开关周期(计算)T16.67us1/f输出电压(设定)Vout18VDC根据电源输出要求输出电流(设定)Iout0.35A根据电源输出要求step2:变压器参数原边峰值电流Ipk0.291162A2Pin/(Dmax*Vinmin*SQRT(2))原边有效电流Irms0.065511A Pin/(Vinmin*SQRT(2))原边电感Lp 3.10mH(Vinmin*SQRT(2)*Dmax)/(Ipk*f)磁芯规格Ap583.3333J一般选4.5A/mm^2,ΔB一般取0.2-0.26Ap=Ae*Aw或(5Po/ΔB*J*f)*10^3磁芯截面积(设定)Ae30mm2根据计算的AP值=Ae*Aw选择磁芯Aw=(E-D)*F=>变压器规格尺寸变压器气隙计算Lg0.27475mm(0.4πLP(Ipk^2))/(Ae*(ΔB^2))变压器匝比n 5.259(Vinmin*SQRT(2)*Dmax)/((Vo+0.7)*( 1-Dmax))原边匝数Np150.2602T(LP*Ipk)*10^3/(Ae*ΔB)次级匝数NS28.569T NP/NS=n辅助匝数NA22.917一般辅助绕组Vcc设定15VDC NS/NA=(Vo+0.7)/Vcc 反激式开关电源变压器设计数据表。
反激开关电源输入电解电容的计算篇1:嘿,小伙伴们!今天咱们来唠唠反激开关电源输入电解电容的计算,这就像是一场神秘的数字魔法之旅。
首先呢,咱们得知道这个输入电解电容就像是电源的小水库。
想象一下,电源的电流就像一群调皮的小水流,时大时小。
电容这个小水库呢,就得在水流大的时候把多余的水存起来,水流小的时候再把水放出去,这样才能让电源的输出稳稳当当的,就像一个经验丰富的老管家在调节家里的收支。
那怎么计算这个神奇的电容大小呢?这得考虑好多因素呢。
其中一个重要的就是输入电压的波动范围。
这波动啊,就像海上的波浪,有时候高有时候低。
如果波动大,那电容这个小水库就得更大,才能应对自如。
不然就像小杯子去装大海浪,一下子就满溢出来啦。
再说说电源的功率。
功率就像一个大力士的力气大小。
功率大的电源,就像力气大的大力士,干活的时候动静大,对电容这个小水库的要求也就更高。
要是电容太小,就像让一个小婴儿去伺候大力士,肯定是应付不来的。
纹波电流也是个关键角色。
纹波电流就像小虫子在电容这个小水库里捣乱,在水面上制造一圈圈的小涟漪。
如果纹波电流太大,就像一群蝗虫飞过庄稼地,会把电容这个小水库折腾得够呛,所以要根据纹波电流来合理确定电容的大小。
还有频率这个调皮鬼。
频率就像一个小鼓手敲鼓的节奏。
频率高的时候,电容这个小水库就得反应快一点,就像短跑运动员听到发令枪响就得立马冲出去一样。
如果反应慢了,就像乌龟去参加百米赛跑,那肯定是不行的。
等效串联电阻(ESR)也不能忽视。
ESR就像小水库的漏洞,要是这个漏洞太大,电容储存的能量就会像水从漏洞里不断地漏出去一样,导致电容的性能大打折扣。
所以在计算电容的时候,得把ESR这个小漏洞的影响考虑进去。
温度也是个会捣乱的家伙。
就像天气忽冷忽热会让人不舒服一样,温度变化会影响电容的性能。
如果在高温下,电容可能会像中暑的人一样,工作起来力不从心。
所以在计算电容时,也要考虑温度这个捣蛋鬼的影响。
电容的耐压值也很重要。
反激电源计算表格反激电源(Flyback Converter)是一种常用的开关电源拓扑结构,它利用变压器存储能量并在开关管关闭时释放给负载。
设计反激电源时,需要计算多个参数以确保电源的稳定性和性能。
以下是一个简化的反激电源设计计算表格,包含了一些关键参数的计算:反激电源设计计算表格1. 输入参数•输入电压范围(Vin_min, Vin_max): _______ V 至_______ V•输出电压(Vout): _______ V•输出电流(Iout): _______ A•开关频率(fsw): _______ kHz•效率目标(η): _______ %2. 变压器参数•变压器匝数比(N): _______ (由输出电压和输入电压计算得出)•初级电感(Lp): _______ μH•漏感(Llk): _______ μH (估算或测量得出)3. 开关管参数•最大漏源电压(Vds_max): _______ V•最大漏极电流(Id_max): _______ A•导通电阻(Rds_on): _______ Ω4. 整流二极管参数•最大反向电压(Vr_max): _______ V•平均正向电流(If_avg): _______ A•正向压降(Vf): _______ V5. 输出电容参数•电容值(Cout): _______ μF•电容耐压(Vcap_rating): _______ V6. 关键波形参数•最大占空比(Dmax): _______•反射电压(Vr): _______ V•初级峰值电流(Ip_peak): _______ A7. 性能计算•输入功率(Pin): _______ W•输出功率(Pout): _______ W•实际效率(η_actual): _______ %计算方法简要说明:1.变压器匝数比(N): N = (Vout + Vf) / (Vin_min * Dmax)2.初级电感(Lp): Lp = (Vout + Vf) * Dmax / (fsw * Ip_peak)3.最大占空比(Dmax): 根据输入电压范围和输出电压计算得出,通常为了保证在最低输入电压时仍能提供足够的输出电压。
反激式开关电源的设计计算一、反激式开关电源变换器:也称Flyback变换器,是将Buck/Boost变换器的电感变为变压器得到的,因为电路简洁,所用元器件少,成本低,是隔离式变换器中最常用的一种,在100W以下AC-DC变换中普遍使用,特别适合在多输出场合。
其中隔离变压器实际上是耦合电感,注意同名端的接法,原边绕组和副边绕组要紧密耦合,而且用普通导磁材料铁芯时必须有气隙,以保证在最大负载电流时铁芯不饱和。
二、AC-DC变换器的功能框图:交流220V电压经过整流滤波后变成直流电压V1,再由功率开关管(双极型或MOSFET)斩波、高频变压器T降压,得到高频矩形波电压,最后通过整流滤波器D、C2,获得所需要的直流输出电压V o。
脉宽调制控制器是其核心,它能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,控制功率开关管的通断状态,来调节输出电压的高低,达到稳压目的;锯齿波发生器提供时钟信号;利用误差放大器和比较器构成闭环调节系统。
三、设计步骤:1.基本参数:交流输入电压最小值Umin交流输入电压最大值Umax电网频率Fa:50Hz或60Hz开关频率f:大于20kHz,常用50kHz~200kHz输出电压V o输出功率Po损耗分配系数Z :代表次级损耗与总损耗的比值,一般取0.5电源效率k :一般取75~85%。
低电压(5V 以下)输出时,效率可取75%,高压(12V 以上)输出,效率可取85%;中等电压(5V 到12V 之间)输出,可选80%。
2. 确定输入滤波电容Cin :对于宽范围交流输入(85~265Vac ),C1/Po 的比例系数取2~3,即每输出1W 功率,对应3uF 电容量 对于100V/115V 交流固定输入,C1/Po 的比例系数取2~3,即每输出1W 功率,对应3uF 电容量 对于230V ±35V 交流固定输入,C1/Po 的比例系数取1,即每输出1W 功率,对应1uF 电容量若采用100V/115V 交流倍压输入方式,需两只容量相同的电容串联,此时C1/Po 的比例系数取23. 直流输入电压最小值Vimin 的计算:in C a O i kC t F P u V ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−=21222min min 其中:tc 为整流桥的响应时间,一般为3ms也可以由要求的直流输入电压最小值Vimin 来反推需要的输入滤波电容Cin 的精确值:)2(2122min 2min i C a O in V u k t F P C −⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−= 4. 确定初级感应电压Vor :对于宽范围交流输入(85~265Vac ),初级感应电压V or 取135V对于100V/115V 交流固定输入,初级感应电压V or 取60V对于230V ±35V 交流固定输入,初级感应电压V or 取135V5. 确定钳位二极管反向击穿电压Vb :高温大电流下二极管钳位电压要高于标称值,所以选用TVS 钳位电压Vb=1.5V or对于宽范围交流输入(85~265Vac ),钳位二极管反向击穿电压Vb 取200V对于100V/115V 交流固定输入,钳位二极管反向击穿电压Vb 取90V对于230V ±35V 交流固定输入,钳位二极管反向击穿电压Vb 取200V当功率开关管关断而次级电路处于导通状态时,次级电压会感应到初级上,感应电压V or 就与Vi 叠加后加到开关管漏极上,与此同时初级漏感也释放能量,并在开关管漏极上产生尖峰电压VL 。
反激开关电源输出电容计算
1、 设定开关工作频率:f=60kHz ,输出电流Io=1A ;根据变压器,输入、输出电压求实际最大占空比Dmax=0.457;
2、 计算Toff 、Ton :
Toff=1/f*(1-Dmax)=9.05 Ton=1/f*Dmax=7.62
3、 计算输出峰值电流: Ipk=D Io −12 =A 68.3543
.01*2= 4、 根据反激式输出波形,来计算输出电容量:
由上图波形可知:Io 减少、Uo 也减小,即输出电解电容主要维持t1到t2时间段电压。
设输出纹波为120mV 则: Vp-p=Ipk*
*min min p
Vp Ton Ipk C C Ton −=⇒ Cmin=3.68*
uF mV us 7.23312062.7= 5、 纹波电流,一般取输出电流的5%~20%,即Inppl=20%*1=0.2A 实际每个电解电容的纹波电流为0.2A ,故满足设计要求。
6、 ESR=Ω==−=ΔΔm A
mV Iripple p Vp I V 6002.0120 实际最大值 7、 ESR=Ω==−−m C 2787
.23310*65min 10*656
6 经验公式 注:ESR 值需要根据实际纹波电流大小而定,实际使用值比计算值应小得多;大概是最大值的20%左右或更小。
Vo
I o。