开关电源设计常用公式

　　MOSFET开关管工作的最大占空比Dmax:

　　式中：Vor为副边折射到原边的反射电压，当输入为AC 220V时反射电压为135V;　VminDC为整流后的最低直流电压; VDS为MOSFET功率管导通时D与S极间电压，一般取10V。

　　变压器原边绕组电流峰值IPK为:

　　式中：η为变压器的转换效率;　Po为输出额定功率，单位为W。

　　变压器原边电感量LP:

　　式中：Ts为开关管的周期(s);LP单位为H。

　　变压器的气隙lg:

　　式中：Ae为磁芯的有效截面积(cm2);　△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T);　Lp单位取H，IPK单位取A，lg单位为mm。

　　变压器磁芯

　　反激式变换器功率通常较小，一般选用铁氧体磁芯作为变压器磁芯，其功率容量AP为

　　式中：AQ为磁芯窗口面积，单位为cm2;　Ae为磁芯的有效截面积，单位为cm2;　Po是变压器的标称输出功率，单位为W;　fs为开关管的开关频率;　Bm为磁芯最大磁感应强度，单位为T;　δ为线圈导线的电流密度，通常取200～300A/cm2，η是变压器的转换效率;　Km为窗口填充系数，一般为0.2~0.4;　KC为磁芯的填充系数，对于铁氧体为1.0。

　　根据求得的AP值选择余量稍大的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比较大的磁芯，这样磁芯的窗口有效使用系数较高，同时可以减少漏感。

　　变压器原边匝数NP:

　　式中：△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T)，Ae单位为cm2，Ts单位为s。

　　变压器副边匝数Ns:

　　式中：VD为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。

　　功率开关管的选择

　　开关管的最小电压应力UDS

一般选择DS间击穿电压应比式(9)计算值稍大的MOSFET功率管。

　　绕组电阻值R：

　　式中：MUT为平均每匝导线长度(cm); N为导线匝数;
为20℃时导线每cm的电阻值(μΩ)。

　　绕组铜耗PCU为：

　　原、副边绕组电阻值可通过求绕组电阻值R的公式求出，当求原边绕组铜耗时，电流用原边峰值电流IPK来计算;求副边绕组铜耗时，电流用输出电流Io来计算。

　　磁芯损耗

　　磁芯损耗取决于工作频率、工作磁感应强度、电路工作状态和所选用的磁芯材料的性能。对于双极性开关变压器，磁芯损耗PC：

　　式中：Pb为在工作频率、工作磁感应强度下单位质量的磁芯损耗(W/kg); Gc为磁芯质量(Kg)。

　　对于单极性开关变压器，由于磁芯工作于磁滞回线的半区，所以磁芯损耗约为双极性开关变压器的一半。变压器总损耗为总铜耗与磁芯损耗之和。