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標題: 詳細的反激式開關(guān)電源設(shè)計全過程 [打印本頁]

作者: youyoujiasu 時間: 2018-8-22 22:57
標題: 詳細的反激式開關(guān)電源設(shè)計全過程
給新人學習的，很用心的設(shè)計，值得學習！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)計過程為例作較為詳細的說明，公式的全過程不需要單位換算，只要跟著公式的每一步計算程序進行演算，均可順利完成你的計算任務(wù)。非常適合初學者“摸石頭過河”。由于本人水平有限，出錯在所難免，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

總體拓撲如下

變壓器計算

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)突變的負載電流，我把電源設(shè)計在臨界電流模式。

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. 計算連續(xù)模式時的副邊峰值電流.

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

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

^Isp=9.81A

7. 計算連續(xù)模式時的原邊峰值電流.

^Ipp=^Isp/n

^Ipp=9.81A/7.8

^Ipp=1.257A

三.匝數(shù)計算.

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.電流趨膚深度計算.

^I=76.5/244.9

^I=0.31mm

核對 dwH=^I*2*0.9 dwH=0.558mm

多股并繞時的線徑必須小于或等于 dwH 值，單線繞制時，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.

元器件計算

1. 保險絲計算. Iimax=Po/^n/Vimin Iimax=63/0.8/175

Iimax=0.45A

FUSE=0.45*Kr

FUSE=1.998A 保險絲選擇 F2A250V 式中 Kr 值是 4.44046

具體計算公式見本人 QQ 里有詳細計算過程。

2. 輸入慮波電容計算.

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. 工頻整流管計算.

3. 啟動電阻計算.

5. 功率開關(guān)計算.

6. 振蕩頻率計算

7. 輸出整流管計算.

8. 整流管 RC 吸收支路計算.

9. 輸出慮波電容計算.

10. 輸出電感計算.

11. TL431 外圍元件計算.

12. RCD 尖峰吸收支路計算.

13. 電流檢測電阻計算.

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，這段時間認識了不少的業(yè)界朋友，技術(shù)也跟著提了一些，但比起大家卻差之甚遠。我今天發(fā)表的這個小文目的是進一步接近大家，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)計乞力馬扎羅的雪.pdf.pdf (141.17 KB, 下載次數(shù): 465)

作者: liuhailan5757 時間: 2018-8-23 09:25
這些計算公式看著就................. 現(xiàn)在設(shè)計電源沒這么復(fù)雜了，各個電源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)計就是畫畫板，細調(diào)一些參數(shù)，達到認證。

作者: youyoujiasu 時間: 2018-8-23 19:58

liuhailan5757 發(fā)表于 2018-8-23 09:25
這些計算公式看著就................. 現(xiàn)在設(shè)計電源沒這么復(fù)雜了，各個電源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。技術(shù)這東西，看個人追求，F(xiàn)AE只能提供基本的案例，復(fù)雜點的，高端的東西還是看自個本事。

作者: preety110 時間: 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。技術(shù)這東西，看個人追求，F(xiàn)AE只能提供基本的案例，復(fù)雜點的，高端的東 ...

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

作者: preety110 時間: 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 Br=0.06T是怎么來的，乘0.6？

作者: chenkai345 時間: 2018-11-14 08:17
看上去很不錯

作者: litaiming 時間: 2018-12-11 10:02
特意登錄,特意頂贊.順問,成品的實際功率,和實際電壓是多少,補足數(shù)據(jù)就更好了!超贊!

作者: litaiming 時間: 2018-12-11 10:27
再附,如果樓主在設(shè)計上更細心點,就更好了,比如:原邊匝數(shù)中間有抽頭,放個跳線,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.

作者: wusenlin 時間: 2018-12-11 14:52
學習了，很不錯的資料。

作者: 沒牛吃的草 時間: 2018-12-26 09:08
很好的思路樓主能介紹下反饋怎么設(shè)計的嗎？

作者: yp126326yp 時間: 2019-1-7 09:13
666厲害厲害

作者: smogoo 時間: 2019-1-8 22:48
學習學習。

作者: smogoo 時間: 2019-1-8 22:49
進來學習一下。

作者: fontex 時間: 2019-1-25 08:18
正在學習開關(guān)電源,不知樓主用什么仿真軟件?

作者: lxj8835 時間: 2019-3-2 14:31
看著很不錯的樣子啊！

作者: lxj8835 時間: 2019-3-2 14:39
為什么不完整？！

作者: shuisheng60 時間: 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證相關(guān)因素

作者: bg3ptw 時間: 2019-3-5 21:50
知識貼，正能量。

作者: qileilanqiu 時間: 2019-3-6 11:31
支持分享，了解設(shè)計過程

作者: 飛豬 時間: 2019-3-15 19:47
這個對我現(xiàn)在的學習很有用啊，謝謝分享

作者: fpj0813 時間: 2019-3-21 01:05
好資料，謝謝樓主分享�。�！

作者: long.ncist 時間: 2019-3-22 14:27
經(jīng)典！資料很詳實感謝樓主的無私分享！

作者: wdy3585 時間: 2019-4-11 07:25

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

不錯的啟蒙文檔

作者: 起風了u 時間: 2019-5-31 15:16
做biye設(shè)計中，詳細計算對我?guī)椭么�，謝謝

作者: 幸福之道終點 時間: 2019-6-10 15:58
非常給力！感謝分享

作者: whytreat 時間: 2019-7-1 15:31

進來學習一下。

作者: guo1827405639 時間: 2019-7-5 22:54
學習了，很不錯的資料!!! 學習了，很不錯的資料! 學習了，很不錯的資料

作者: One51 時間: 2019-8-30 21:55
H反正我是新手，可以多看看

作者: 片羽之神 時間: 2019-9-26 17:29
沒看懂~飄過~

作者: 葉雨飛飛 時間: 2019-10-24 15:32
非常感謝

作者: 行者無疆-19 時間: 2019-11-14 16:10
這個很不錯啊，蠻詳細的，先下載學習一下

作者: Marios 時間: 2019-12-25 11:31
看上去還不錯Mark，下來細看

作者: kaozhu 時間: 2020-1-8 15:14
正在做一款10w輸出的，以前沒做過，學習

作者: Serenity_P 時間: 2020-1-13 17:50
好帖，頂一下學習了

作者: 15345938557 時間: 2020-3-4 10:55
謝謝分享��！

作者: wzhouyuanw 時間: 2020-3-9 02:18
不錯，參數(shù)計算的很全面，如果有計算的具體過程就更好了

作者: wu621 時間: 2020-3-28 10:00
很好不錯

作者: brucepan2007 時間: 2020-4-13 09:44
很好的資料，看上去很不錯

作者: yhgwork 時間: 2020-4-18 10:22
不錯了，起碼動手做出東西了

作者: 小兀軍 時間: 2020-5-7 10:31
好東西，學習了

作者: huazhilin 時間: 2020-5-8 10:40
學習學習

作者: fj51hei 時間: 2020-5-13 16:34
想知道設(shè)計好的板變壓器組裝正常后還需要哪些正規(guī)的測試（調(diào)試）程序才算開發(fā)完成

作者: 一樹 時間: 2020-5-28 21:28
不錯的資料講的很好

作者: z199808187 時間: 2020-5-31 12:15
學習了

作者: lxzhh 時間: 2020-6-6 14:33
正是所需，感謝

作者: sumy 時間: 2020-6-7 04:17
不錯不錯，謝謝謝

作者: fourever9 時間: 2020-6-11 10:47

好資料，謝謝樓主分享！��！

作者: hua1232825 時間: 2020-7-17 10:43
這個計算公式做了個電源，準備測試一下效果。

作者: 擺渡鄱陽湖 時間: 2020-9-22 15:00

正在學習開關(guān)電源,不知樓主用什么仿真軟件?

作者: wthdyfg 時間: 2020-9-24 09:15
先問下后面還有其他的器件計算的完整版本在哪里下載。

作者: yg_311 時間: 2020-10-10 14:17
正學習開關(guān)電源，感謝樓主，很有用的資料�。�！

作者: baiyun121 時間: 2021-1-5 17:00
正學習開關(guān)電源，感謝樓主，很有用的資料！�。�

作者: baiyun121 時間: 2021-1-5 17:00
正學習開關(guān)電源，感謝樓主，很有用的資料�。�！

作者: xiangc555 時間: 2021-1-6 17:22
不管對錯，敢于分享，加分鼓勁

作者: 289466080 時間: 2021-4-13 10:34

preety110 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 ...

Br磁芯規(guī)格書上面有寫

Br.PNG (68.56 KB, 下載次數(shù): 448)

作者: 289466080 時間: 2021-4-13 11:34
本帖最后由 289466080 于 2021-5-13 10:16 編輯

設(shè)計中還需考慮MOS Vds電壓匝比會影響Vds電壓，MOS Vds = (Vo+Vf)*n*+Vinmax+110(反射電壓VOR)

作者: Yohnson 時間: 2021-6-8 15:29
設(shè)計過程很細致，理論結(jié)合實踐，很不錯的文章！

作者: fj51hei 時間: 2021-8-6 22:54
設(shè)計過程很細致，理論結(jié)合實踐，很不錯的文章！

作者: m182892 時間: 2021-8-7 08:26

shuisheng60 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)， ...

不好笑，考慮成本，反激明顯比正激成本低，做產(chǎn)品要有競爭力，用反激是可以的。

作者: 唐上景 時間: 2021-8-12 11:41
原邊NP匝數(shù)我們不是這樣算，

作者: 唐上景 時間: 2021-8-12 11:47

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

我看了這設(shè)計應(yīng)該是70年代的，這書也不知道是誰寫的，我們學的變壓器算法不是這樣算的，而且現(xiàn)在都是全電壓設(shè)計的，沒有廠家會只設(shè)計單電壓的，我們做的60W電感不可能要那么大的，那么大磁芯早就飽和了。

作者: nanfuB 時間: 2021-10-23 15:39
高頻變壓器的設(shè)計真不好弄

作者: 得到125 時間: 2021-11-2 15:17
實在太牛了啊

作者: liuzanshui 時間: 2021-12-17 14:16
說明一下線徑的問題。1mm直徑的漆包線相當于16根0.25mm的線，而不是4根。過電流能力看的是導(dǎo)線截面積大小，和線徑是平方關(guān)系

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