利用計算機設計單片開關電源的方法與步驟

作者：時間：2011-03-08 來源：網絡

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利用計算機設計單片開關電源的方法與步驟

本文引用地址：http://2s4d.com/article/179532.htm

下面對35個設計步驟作詳細的闡述。

[步驟1]確定開關電源的基本參數

（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）電網頻率fL：50Hz或60Hz。

表2反饋電路的類型及UFB參數值

反饋電路類型	UFB（V）	UO的準確度（％）	SV（％）	SI（％）
基本反饋電路	5.7	±10	±1.5	±5
改進型基本反饋電路	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

據可用。

（8）損耗因數Z：Z代表次級損耗與總功耗的比

值。典型值為0.5。

[步驟2]根據輸出要求，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U、PO值來確定輸入濾波電容CIN、

直流輸入電壓最小值UImin

（1）令整流橋的響應時間tc=3ms。

（2）根據輸入電壓，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（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]根據交流輸入電壓U確定初級感應電壓UOR、鉗位二極管反向擊穿電壓UB值

（1）根據輸入電壓，從表4中查出UOR、UB值。

（2）步驟25將用到UB值來選擇瞬變電壓抑制器（TVS）的型號。

（3）TOPSwitch關斷且次級電路處于導通狀態(tài)時，

次級電壓會感應到初級。感應電壓UOR與UI相疊加后，加至內部功率開關管（MOSFET）的漏極上。此時初級漏感釋放能量，并在漏極上產生尖峰電壓UL。由于上述不利情況同時出現，極易損壞芯片，因此需給初級增加鉗位保護電路。利用TVS器件來吸收尖峰電壓的瞬間能量，使上述三種電壓之和不超過漏－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UImin和UOR來確定最大占空比Dmax

Dmax的計算公式為：Dmax=×100％（1）

（1）MOSFET的通態(tài)漏－源電壓UDS（ON）=10V。

（2）應在U=Umin時確定Dmax。

若將UOR=135V、UImin=90V、UDS(ON)=10V一并代入式（1），可計算出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U=Umax=265V時，Dmax=34.6％。

[步驟6]確定初級脈動電流IR與初級峰值電流IP的比值KRP

定義比例系數

KRP=IR/IP(2)

（1）當U確定之后，KRP有一定的取值范圍。在110V／

115V或寬范圍電壓輸入時，可選KRP=0.4，當230V輸入時，取KRP=0.6。

（2）在整個迭代過程中，可適當增大KRP的值，但不得超過表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]確定初級波形參數

計算下列參數（電流單位均取A）：

（1）輸入電流的平均值IAVGIAVG=（3）