开关电源学习笔记

0A)，但因热敏电阻也会消耗功率，所以不可放太大的阻值(否则会影响效率)热敏电阻包括正温度系数PTC 和负温度系数NTC，以及临界温度热敏电阻CTR 三种。PTC：阻值随温度的升高而增加;NTC：阻值随温度的升高而减少。一般使用SCK053(3A/5Ω)，若输入端滤波电容使用较大的值，则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的电源上)

五、 整流二极管的选择：

初级整流管的选择：

最大输入电流确定最大输出整流电流Io(通常取最大输入电流的2 倍以上);确定反向峰值电压Vrrm(一般取最大输入电压的3 倍左右)。通常选用一般类型的整流二极管就可以了(输入在1A 以下的通常选用1N4007)。

次级整流管的选择：

对于次级输出整流部分，一般要选用快恢复、超快恢复以及肖特基等反向恢复时间较短的类型二极管。最大输出电流必须大于客户所提供的输出电流;Vrrm=Vo*Np/Ns。作为高频AC-DC 或DC-DC 开关变换器输出整流用的功率二极管，应当具有正向压降小、反向漏电流小、反向恢复时间短等特点。

六、 开关管的选择

a) 确定Vdss(一般取整流后最高输入电压的2 倍以上);

b) 确定Id(一般取最大输入电流的2 倍以上);

c) Rdon 越小，耗散功率越小;

d) Vgs(开启电压，15V 为最佳)。

e) Qg 值反映了MOS 驱动的电流需求。Qg 值越大，则就要求较大电流的芯片驱动它。因MOS 是电压驱动器件，驱动电流几乎可以忽略，最好是越小越好。

七、 高频变压器的设计方法

面积乘积(AP)法：先求出磁芯窗口面积Aw 与磁芯有效面积截Ae 的乘积AP(AP=Aw X Ae,称磁芯面积乘积)。反激变压器需要要加气隙。

a) 变压器的视在功率Pt 计算：(随线路结构不同而选用不同的计算公式)

Pt=UoIo(1+1/η)---------------------------普通线路结构

Pt=UoIo(1.414+1/η)-------------------单端正激线路结构

Pt=UoIo[(1+1/η)x1.414]---------------推挽线路结构

(效率由自己定，一般开关电源的效率在70%-90%之间，功率小的效率定小一些，而功率大的则可以定大一些)

b) 计算AP 值：

Ap=[Pt*104/(K0KfBwFsKj)]1/(1+x)

式中：

K0---------------------------窗口使用系数(K01)K0 主要与线径、绕组数有关，一般典型值取0.4。

Kf------------------波形系数，有效值与平均值之比，正弦波时为4.44，方波时为4。

Bw-----------------工作磁通密度(T)，镍锌铁氧体材质铁芯的工作磁通密度一般取0.26 至0.3T。通常设计的铁氧体变压器一般功率不大时，大约为0.20--0.25T。功率比较大时，要取小一点，0.15--0.20 左右

Fs------------------开关工作频率(HZ)，一般取75KHZ 以下，开关频率可依据控制IC 的Rt 和Ct 值确定，通常为Fs=K/Rt*Ct(K 为一常数，不同的控制IC，K 取值不同。)

Kj------------------电流密度比例系数

各种磁芯结构常数表

铁芯种类 Kj(允许温升

25。C)

Kj( 允许温升

50。C)

X

一般罐型磁芯 433 632 -0.17

铁粉磁芯 403 590 -0.12

金属叠片铁芯 366 534 -0.12

C 型铁芯 323 468 -0.14

单线圈 395 569 -0.14

带绕铁芯 250 365 -0.13

c) 根据AP 值，选择相近型号磁芯：(通常AP 值加10%裕度选用)

d) 计算原边绕组匝数Np：

Np=Vp * 104/(KfFsBwAe) 或 NP=Vp*Ton/(Ae*Bw)

式中：

Vp--------------------变压器原边最小输入电压。

Ae--------------------根据所选型号磁芯，查其数据手册得知。

D---------------------占空比，最大以典型值0.5 为参考，而实际中常取0.35，正激的电源，占空比0.35-0.4

比较合适。

e) 计算原边绕组电流Ip：

Ip=P0/(η*Vp)

Ipeak=Ip/[(1-0.5*Krp)*D] (Krp 一般取0.5 或0.6)

f) 计算电流密度J(A/CM2)：

J=KjAPx (电流密度J 一般取4~10A/mm2)

g) 计算原边绕组裸线面积Axp(CM2)：

Axp=Ip/J

根据此值查询AWG 导线规格表，可得 知原边绕组线径。

AWG 导线规格表：

AWG 线大小 Axp CM2 10-3 直径 CM AWG 线大小Axp CM2 10-3 直径 CM

10 52.61 0.267 28 0.8046 0.0366

11 41.68 0.238 29 0.647 0.033

12 33.08 0.213 30 0.5067 0.0294

13 26.26 0.19 31 0.4013 0.0267

14 20.82 0.171 32 0.3242 0.0241

15 16.51 0.153 33 0.2554 0.0216

16 13.07 0.137 34 0.2011 0.0191

17 10.39 0.122 35 0.1589 0.017

18 8.228 0.109 36 0.1266 0.0152

19 6.531 0.098 37 0.1026 0.014

20 5.188 0.0879 38 0.08107 0.0124

21 4.116 0.0785 39 0.06207 0.0109

22 3.243 0.0701 40 0.04869 0.0096

23 2.588 0.0632 41 0.03972 0.00863

24 2.047 0.0566 42 0.03166 0.00762

25 1.623 0.0505 43 0.02452 0.00685

26 1.28 0.0452 44 0.0202 0.00635

27 1.021 0.0409

g) 算副边绕组匝数Ns：

Ns=Np*Vs/Vp (VS 为副