利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)單片開關(guān)電源的方法與步驟

作者：時(shí)間：2011-03-08 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/179532.htm

下面對(duì)35個(gè)設(shè)計(jì)步驟作詳細(xì)的闡述。

[步驟1]確定開關(guān)電源的基本參數(shù)

（1）交流輸入電壓最小值：Umin，見表1。

（2）交流輸入電壓最大值：Umax，見表1。

表1根據(jù)交流輸入電壓范圍確定Umin、Umax值

交流輸入電壓U（V）	Umin(V)	Umax(V)
固定輸入：100/115	85	132
通用輸入：85～265	85	265
固定輸入：230±15％	195	265

（3）電網(wǎng)頻率fL：50Hz或60Hz。

表2反饋電路的類型及UFB參數(shù)值

反饋電路類型	UFB（V）	UO的準(zhǔn)確度（％）	SV（％）	SI（％）
基本反饋電路	5.7	±10	±1.5	±5
改進(jìn)型基本反饋電路	27.7	±5	±1.5	±2.5
配穩(wěn)壓管的光耦反饋電路	12	±5	±0.5	±1
配TL431的光耦反饋電路	12	±1	±0.2	±0.2

（4）開關(guān)頻率f：100kHz。

（5）輸出電壓UO（V）：已知。

（6）輸出功率PO（W）：已知。

（7）電源效率η：一般取80％，除非有更好的數(shù)

據(jù)可用。

（8）損耗因數(shù)Z：Z代表次級(jí)損耗與總功耗的比

值。典型值為0.5。

[步驟2]根據(jù)輸出要求，選擇反饋電路的類型以及反饋電壓UFB

詳見表2?？蓮?種反饋電路中選擇一種合適的電路，并確定反饋電壓UFB的值。

[步驟3]根據(jù)U、PO值來(lái)確定輸入濾波電容CIN、

直流輸入電壓最小值UImin

（1）令整流橋的響應(yīng)時(shí)間tc=3ms。

（2）根據(jù)輸入電壓，從表3中查出CIN值。

（3）得到UImin的值。

表3確定CIN、UImin的值

交流輸入電壓U（V）	PO（W）	比例系數(shù)（μF/W）	CIN(μF)	UImin(V)
固定輸入：100/115	已知	2～3	(2～3）×PO	≥90
通用輸入：85～265	已知	2～3	(2～3）×PO	≥90
固定輸入：230±15％	已知	1	1×PO	≥240

[步驟4]根據(jù)交流輸入電壓U確定初級(jí)感應(yīng)電壓UOR、鉗位二極管反向擊穿電壓UB值

（1）根據(jù)輸入電壓，從表4中查出UOR、UB值。

（2）步驟25將用到UB值來(lái)選擇瞬變電壓抑制器（TVS）的型號(hào)。

（3）TOPSwitch關(guān)斷且次級(jí)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，

次級(jí)電壓會(huì)感應(yīng)到初級(jí)。感應(yīng)電壓UOR與UI相疊加后，加至內(nèi)部功率開關(guān)管（MOSFET）的漏極上。此時(shí)初級(jí)漏感釋放能量，并在漏極上產(chǎn)生尖峰電壓UL。由于上述不利情況同時(shí)出現(xiàn)，極易損壞芯片，因此需給初級(jí)增加鉗位保護(hù)電路。利用TVS器件來(lái)吸收尖峰電壓的瞬間能量，使上述三種電壓之和不超過(guò)漏－源擊穿電壓U（BR）DS值。

表4確定UOR、UB值

U（V）	UOR(V)	UB(V)
固定輸入：100/115	60	90
通用輸入：85～265	135	200
固定輸入：230±15％	135	200

[步驟5]根據(jù)UImin和UOR來(lái)確定最大占空比Dmax

Dmax的計(jì)算公式為：Dmax=×100％（1）

（1）MOSFET的通態(tài)漏－源電壓UDS（ON）=10V。

（2）應(yīng)在U=Umin時(shí)確定Dmax。

若將UOR=135V、UImin=90V、UDS(ON)=10V一并代入式（1），可計(jì)算出Dmax=64.3％，這與典型值67％非常接近。Dmax隨著U的升高而減小，例如當(dāng)U=Umax=265V時(shí)，Dmax=34.6％。

[步驟6]確定初級(jí)脈動(dòng)電流IR與初級(jí)峰值電流IP的比值KRP

定義比例系數(shù)

KRP=IR/IP(2)

（1）當(dāng)U確定之后，KRP有一定的取值范圍。在110V／

115V或?qū)挿秶妷狠斎霑r(shí)，可選KRP=0.4，當(dāng)230V輸入時(shí)，取KRP=0.6。

（2）在整個(gè)迭代過(guò)程中，可適當(dāng)增大KRP的值，但不得超過(guò)表5中規(guī)定的最大值。

表5確定KRP

U（V）	KRP
U（V）	最小值（連續(xù)模式）	最大值（不連續(xù)模式）
固定輸入：100/115	0.4	1.0
通用輸入：85～265	0.4	1.0
固定輸入：230±15％	0.6	1.0

[步驟7]確定初級(jí)波形參數(shù)

計(jì)算下列參數(shù)（電流單位均取A）：

（1）輸入電流的平均值IAVGIAVG=（3）