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我们应该怎么进行开关电源的设计呢？开关电源的设计其实也没那么容易，尤其对于新入门的人员。万事开头难，熟悉了就好了。下面给大家详解一下开关电源设计的步骤。
步骤1 确定开关电源的基本参数 ① 交流输入电压最小值umin ② 交流输入电压最大值umax ③ 电网频率Fl 开关频率f ④ 输出电压VO(V):已知 ⑤ 输出功率PO(W):已知 ⑥ 电源效率η:一般取80% ⑦ 损耗分配系数Z:Z表示次级损耗与总损耗的比值,Z=0表示全部损耗发生在初级,Z=1表示发生在次级.一般取Z=0.5 步骤2 根据输出要求,选择反馈电路的类型以及反馈电压VFB 步骤3 根据u,PO值确定输入滤波电容CIN、直流输入电压最小值VImin ① 令整流桥的响应时间tc=3ms ② 根据u,查处CIN值 ③ 得到Vimin 确定CIN,VImin值 u(V) PO(W) 比例系数(μF/W) CIN(μF) VImin(V) 固定输入:100/115 已知 2~3 (2~3)×PO ≥90 通用输入:85~265 已知 2~3 (2~3)×PO ≥90 固定输入:230±35 已知 1 PO ≥240 步骤4 根据u,确定VOR、VB ① 根据u由表查出VOR、VB值 ② 由VB值来选择TVS u(V) 初级感应电压VOR(V) 钳位二极管反向击穿电压VB(V) 固定输入:100/115 60 90 通用输入:85~265 135 200 固定输入:230±35 135 200 步骤5 根据Vimin和VOR来确定最大占空比Dmax ① 设定MOSFET的导通电压VDS(ON) ② 应在u=umin时确定Dmax值,Dmax随u升高而减小 步骤6 确定初级纹波电流IR与初级峰值电流IP的比值KRP,KRP=IR/IP u(V) KRP 最小值(连续模式) 最大值(不连续模式) 固定输入:100/115 0.4 1 通用输入:85~265 0.4 1 固定输入:230±35 0.6 1 步骤7 确定初级波形的参数 ① 输入电流的平均值IAVG ② 初级峰值电流IP ③ 初级脉动电流IR ④ 初级有效值电流IRMS 步骤16~步骤22 设定最大磁通密度BM、初级绕组电流密度J、磁芯的气隙宽度δ,进行迭代. ① 设置安全边距M,在230V交流输入或宽范围输入时M=3mm,在110V/115V交流输入时M=1.5mm.使用三重绝缘线时M=0 ② 最大磁通密度BM=0.2~0.3T 若BM>0.3T,需增加磁芯的横截面积或增加初级匝数NP,使BM在0.2~0.3T范围之内.如BM<0.2T,就应选择尺寸较小的磁芯或减小NP值. ③ 磁芯气隙宽度δ≥0.051mm δ＝40πSJ(NP2/1000LP-1/1000AL) 要求δ≥0.051mm,若小于此值,需增大磁芯尺寸或增加NP值. ④ 初级绕组的电流密度J=(4~10)A/mm2 若J>10A/mm2,应选较粗的导线并配以较大尺寸的磁芯和骨架,使J<10A/mm2.若J<4A/mm2,宜选较细的导线和较小的磁芯骨架,使J>4A/mm2;也可适当增加NP的匝数. ⑤ 确定初级绕组最小直径(裸线)DPm(mm) ⑥ 确定初级绕组最大外径(带绝缘层)DPM(mm) ⑦ 根据初级层数d、骨架宽带b和安全边距M计算有效骨架宽带be(mm) be=d(b-2M) 然后计算初级导线外径(带绝缘层)DPM:DPM＝be/NP 步骤23 确定次级参数ISP、ISRMS、IRI、DSM、DSm ① 次级峰值电流ISP(A) ISP=IP×(NP/NS) ② 次级有效值电流ISRMS(A) ③ 输出滤波电容上的纹波电流IRI(A) ⑤ 次级导线最小直径(裸线)DSm(mm) ⑥ 次级导线最大外径(带绝缘层)DSM(mm) 步骤24 确定V(BR)S、V(BR)FB ① 次级整流管最大反向峰值电压V(BR)S V(BR)S＝VO+VImax×NS/NP ② 反馈级整流管最大反向峰值电压V(BR)FB V(BR)FB＝VFB+ VImax×NF/NP 步骤25 选择钳位二极管和阻塞二极管 步骤26 选择输出整流管 步骤27 利用步骤23得到的IRI,选择输出滤波电容COUT ① 滤波电容COUT在105℃、100KHZ时的纹波电流应≥IRI ② 要选择等效串连电阻r0很低的电解电容 ③ 为减少大电流输出时的纹波电流IRI,可将几只滤波电容并联使用,以降低电容的r0值和等效电感L0 ④ COUT的容量与最大输出电流IOM有关 步骤28~29 当输出端的纹波电压超过规定值时,应再增加一级LC滤波器 ① 滤波电感L=2.2~4.7μH.当IOM<1A时可采用非晶合金磁性材料制成的磁珠;大电流时应选用磁环绕制成的扼流圈. ② 为减小L上的压降,宜选较大的滤波电感或增大线径.通常L=3.3μH ③ 滤波电容C取120μF /35V,要求r0很小 步骤30 选择反馈电路中的整流管 步骤31 选择反馈滤波电容 反馈滤波电容应取0.1μF /50V陶瓷电容器 步骤32 选择控制端电容及串连电阻 控制端电容一般取47μF /10V,采用普通电解电容即可.与之相串连的电阻可选6.2Ω、1/4W,在不连续模式下可省掉此电阻. 步骤33选定反馈电路 步骤34选择输入整流桥 ① 整流桥的反向击穿电压VBR≥1.25√2 umax ② 设输入有效值电流为IRMS,整流桥额定有效值电流为IBR,使IBR≥2IRMS.计算IRMS公式如下: cosθ为开关电源功率因数,一般为0.5~0.7,可取cosθ＝0.5 步骤35 设计完毕 在所有的相关参数中,只有3个参数需要在设计过程中进行检查并核对是否在允许的范围之内.它们是最大磁通密度BM(要求BM=0.2T~0.3T)、磁芯的气隙宽度δ(要求δ≥0.051mm)、初级电流密度J(规定J=4~10A/mm2).这3个参数在设计的每一步都要检查,确保其在允许的范围之内. 
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· 2016-6-28 21:41:14
谢谢楼主的分享，
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· 2016-7-2 10:24:43
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· 2016-7-4 11:39:53
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· 2016-7-4 11:40:50
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