如果确定开关电源电感值

开关电源中的公式1， 电感的电压公式dt dI LV =＝TI L ∆∆，推出ΔI ＝V ×ΔT/L 2， 电感存储的能量用峰值电流计算21×L ×I 2PK3，H ＝B/μ→B ＝μH ，μ是材料的磁导率。

空气磁导率μ0=4π×10-7H/m 也称磁场强度，场强，磁化力，叠加场等。

单位A/m4，磁通量：通过一个表面上B 的总量 Φ＝⎰•SB ds ，如果B 是常数，则Φ＝BA ，A 是表面积。

单位是特斯拉（T ）或韦伯每平方米Wb/m 25， 安培环路定律，矢量H 沿闭合曲线积分，等于包围此曲线的电流代数总和∑⎰=I dl H ，电流和电磁场的方向符合右手螺旋定则。

6，电磁感应定律，法拉第定律和楞次定律的合称：N 匝线圈的感应电动势e ＝－N t∆∆φ，电感线圈可以近似表示为e=-tNBA∆,A 为线圈面积。

线圈感应电流产生的磁通总是阻止外加磁场的变化，保持原磁场。

7， 电感的自感：总磁通Ψ＝N Φ，与电流i 成正比，Ψ＝Li ＝N Φ，L ＝i N φ，e ＝－N t∆∆φ，所以，e ＝－t i L ∆∆＝-L dtdi。

自感总是阻止电流的变化，保持线圈的磁通不变。

一匝线圈的感应电动势为-t ∆∆φ，N 匝线圈为－N t∆∆φ，所以总磁通或磁链Ψ＝N Φ8， 电感储能：W ＝⎰t uidt 0＝⎰t idt dt Ldi 0＝⎰iLidi 0＝21Li 2 9， 磁芯储能。

如右图 1-9N 匝磁环，磁导率为μ，内外径分别为d 和D ，内外径之比接近1，磁路的平均长度l ＝∏*（ D+d ）/2，磁环截面积为A ，均匀磁环。

加电压u感应电压e ＝-u ＝N t ∆∆φ＝NA dtdB由安培环路定律∑⎰=I dl H 得，H l ＝Ni ，i ＝NHl输入到磁场的能量为We ＝⎰t uidt 0＝⎰t dt NHldt NAdB 0*We ＝⎰BHlAdB 0＝V ⎰BHdB 0，式中B 为最终达到的最大值，V ＝A l 为磁环体积。

开关电源的设计及计算1.先计算BUCK 电容的损耗（电容的内阻为R buck 假设为350m Ω，输入范围为85VAC~264VAC,频率为50Hz ，P OUT =60W,V OUT =60W ）：电容的损耗：P buck =R buck *I buck,rms 2I buck,rms =I in,min1**32−cline t F t c :二极管连续导通的时间t c =linelineF VpeakV e F **2)min(arcsin *41π−=3ms其中：V min =linein ch in in in F C D P V V *)1(***2min ,min ,−−V peak =2*V in,min其图中的T1就是下面公式中t c或：V min =η*)*21(**2**2min ,min ,in c line o in in C t F P V V −−所以(假设最低输入电压时，输入电流=0.7A)：I buck,rms =I in,min1**32−cline t F =0.7*13*50*32−=1.3A P buck =350m*1.32=0.95W第一步计算电容损耗是为了使用其中的t c 值,电容的容量一般通用范围选2~3μ/W ，固定电压为1μ/W2.输入交流整流桥的计算(假设V TO =0.7V,R d =70m Ω)在同一个时间内有两个二极管同时导通，半个周期内两个二极管连续导通I d,rms =c line in t F I **3min ,=m3*50*37.0=1.04AP diodes =2*(V TO *2min ,in I +R d *I d,rms 2)=2*(0.7*27.0+70m*1.042)=640mW 一个周期内桥堆损耗为:P BR=2*P diodes =2*640m=1.28W桥堆功耗超过1.5W 时，我个人认为应加散热器（特别是电源的使用环境温度较高时）变压器和初级开关MOS ：反激式开关电源有两种模式CCM 和DCM ，各有优缺点。

开关电源电感选型计算开关电源电感是一种重要的元件，用于存储能量和滤波。

正确选择合适的电感对于开关电源的性能和稳定性至关重要。

我们需要确定电感的额定电流。

额定电流是指电感所能承受的最大电流。

一般来说，电感的额定电流应大于电路中最大负载电流的1.2倍，以保证电感的正常工作。

接下来，我们需要确定电感的工作频率范围。

开关电源工作频率一般在几十kHz到几MHz之间，不同的工作频率需要选择不同的电感。

然后，我们需要根据开关电源的输出功率来确定电感的大小。

电感的大小决定了开关电源的输出电流波形的平滑程度。

一般来说，输出功率越大，电感的大小也应越大。

开关电源电感的电感值还应满足以下要求：1. 电感的直流电阻应尽可能小，以减小功率损耗；2. 电感的铁芯材料应具有较高的饱和磁感应强度和较低的磁滞损耗；3. 电感的铁芯材料应具有较低的温升和较高的工作温度范围。

根据以上要求，我们可以计算出电感的具体数值。

计算方法如下：1. 首先，根据开关电源的输出功率和工作频率，确定电感的工作电流。

工作电流一般为输出功率除以输出电压；2. 然后，根据电感的工作电流和额定电流的比值，确定电感的安全系数。

安全系数一般为1.2到1.5之间；3. 接下来，根据电感的安全系数和工作电流，计算出电感的额定电流；4. 根据电感的额定电流和工作频率，确定电感的工作电感值。

工作电感值一般为额定电流除以工作频率。

我们还需要注意一些其他因素来选择合适的电感。

例如，开关电源的尺寸和重量限制，以及成本因素等。

开关电源电感的选型计算方法包括确定额定电流、工作频率范围，根据输出功率确定电感大小，并考虑电感的直流电阻、铁芯材料特性和安全系数等。

选择合适的电感对于确保开关电源的性能和稳定性至关重要。

根据技术指标的要求，输入功率约为62.5W，则原边峰值电流为:Ipk=2Po/(Vin(max)Dmax)=0.69A (1)式中：Po为输出功率，50W；Vin(max)为交流电压的最大值(取240V)经过整流后得到的直流电压的数值，取288V；Dmax为最大占空比，取0.5。

变压器的初级电感量为:Lp=Vin(max)×Dmax/(Ipk×f)=4.02 mH (2)式中：Vin(max)为交流电压的最小值(取185V)经过整流后得到的直流电压的数值，取222V；Dmax为最大占空比，取0.5；f为工作频率，40 kHz。

利用AP法选择最小尺寸的磁芯Ae×Ac=Lp×Lpk×106/(j×Ke×Kc×△Bmax ) = 15.7×103mm4 (3)式中：Lp为前面计算的变压器初级电感量；Ipk为原边峰值电流；j为电流密度(A/mm2 )，这里取为3；Ke为铁芯截面有效系数，选用铁氧体铁芯，Ke=0.98；Kc为铁芯窗口的有效利用系数，取0.3；△Bmax为磁通密度的最大变化量，取0.2据此可选EI33型磁芯，其Ae=9.7×12.7=123.19mm2,Ac=7.3×19.2=140.16mm2(其Ae×Ac=17.3×103mm4)导线截面积为Sx=Iin(max)/j=0.28/3=0.09 mm2 (4)可选择直径为0.41 mm的漆包线。

初级匝数为:Np= Vs×ton/(△Bac×Ae)=123 (5)式中：Vs为原边所加的直流电压的平均值，取264V；ton为最大占空比下的开通时间，为1.2×12.5×10-6s。

次级匝数为Ns=Np×U2/U1=24.6，取25。

式中：U2/U1为变压器原副边的电压比，根据经验数值以及所选开关管的耐压值(500 V)，设定原副边的电压比为5：1)。

RCC方式电源变压器设计计算方法在RCC設計中,一般先設定工作頻率,如為50K,然後設定工作DUTY在90V入力,最大輸出時為0.5假設設計一功率為12V/1A1. 最大輸出電流為定格電流的1.2~1.4倍,取1.3倍.2. 出力電力Pout = V out × Iout = 12V×1.3A = 15.6W3. 入力電力Pin = Pout/∩=22.3W(RCC效率∩一般設在65%~75% , 取70%)4. 入力平均電流Iin=Pin/Vdc(INmin)=22.3/85*1.2=0.22( Vin(DCmin) = Vac(Inmin)×1.2)5. T=1/swF=1/50K=20uS Ton=Toff=10uS6. Ipk=Iin入力平均電流*2/DUTY=0.22*2/0.5=0.887. 一次側電感量Lp=Vin(DCmin)*Ton/Ipk=102*10/0.88=1159uH取1160uH8. 選擇磁芯,根据磁芯規格,選擇EI28. Ae=0.85CM^2 動作磁通=2000~2800取2000(當然,這是很保守的作法)9. Np=Ipk*Lp*K/Ae*▲Bm=(0.88*1160*100)/(0.85*2000)=60Ts10. Ns=(Vout+Vf)*Np/Vin(DCmin)=7.6 取8Ts11. 輔助電壓取5V(電晶體) 如功率管使用MOSFET則應設為11V12. Vin(DCmin)/Np=Vb/Nb----Nb=2.94 取3Ts故變壓器的構造如下:Lp=1160uHNp=60TsNs=7TsNb=3Ts以上采用三明治繞法:三明治繞法詳解:所謂三明治就是夾層繞法,因結構如同三明治一樣,所以叫三明治繞法.通常會有兩種繞法:1. 一次側平均法,就是a.最底層繞上一半的圈數,b.然後再繞二次側,c.再繞一次側的另一半.d.再繞Vcc. 最常用的做法還會在二次側上下兩層各加一銅箔或繞線屏蔽.在小功率上會起到Y電容的效果,所以說在小功率上有些人說可以不用Y電容,其實在整體成本上沒有太大的差別.2. 屏蔽繞法, 就是a.最底層繞上與二次相同的圈數,b.然後再繞二次側,c.再繞一次側的其它圈數.d.再繞Vcc. 這種方式很少加屏蔽.當然還有很多種不同的配對方式.但基本原理是一樣的.三明治的真正用意就是減小漏感,人為的在一次與二次之間加上一個寄生電容.用三明治繞法不可以短路为什么？(短路指输出短路保护) 设计参数选取有问题。

《开关电源》笔记三种基础拓扑（buckboostbuck-boost ）的电路基础：1，电感的电压公式V L dI＝L I，推出 I ＝V × T/Ldt T 2，sw 闭合时，电感通电电压 VON ，闭合时间tONsw 关断时，电感电压 VOFF ，关断时间 tOFF3，功率变换器稳定工作的条件：ION ＝ I OFF 即，电感在导通和关断时，其电流变化相等。

那么由 1，2的公式可知，V ON＝L × ION/ tON ，VOFF ＝L ×ΔIOFF/ tOFF ，则稳定条件为伏秒定律：V ON ×t ON ＝V OFF ×t OFF4，周期T ，频率f ，T ＝1/f ，占空比D ＝tON/T ＝tON/（tON ＋tOFF ）→tON ＝D/f ＝TD →t OFF ＝（1－D ）/f电流纹波率r P5152r ＝I/IL ＝2IAC/IDC 对应最大负载电流值和最恶劣输入电压值I ＝Et/L μHEt ＝V × T （时间为微秒）为伏微秒数， L μH 为微亨电感，单位便于计算r ＝Et/（IL ×L μH ）→IL ×L μH ＝Et/r →L μH ＝Et/（r*IL ）都是由电感的电压公式推导出来r 选值一般 0.4比较合适，具体见P53 电流纹波率r ＝ I/IL ＝2IAC/IDC 在临界导通模式下，IAC ＝IDC ，此时r ＝2 见P51r ＝I/IL ＝VON ×D/LfI L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/LfI L →L ＝V ON ×D/rfI L 电感量公式：L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/rfI L ＝V ON ×D/rfI L设置r 应注意几个方面：A,I PK ＝（1＋r/2）×IL ≤开关管的最小电流，此时 r 的值小于0.4 ，造成电感体积很大。

开关电源的电感计算电感峰值电流的计算
开关电源的电感量计算
最大输入电压值Vi=12+12*10%=13.2V
对应的占空比为：D=V o/Vi=5/13.2=0.379,其中V o为输出电压值。

当开关管导通时，电感器上的电压为UL=Vi-V o=13.2-5=8.2V
当开关管关断时，电感上的电压为UL=-V o-Vd=-5.3V
由电感上电压计算公式UL=L(di/dt),dt=D/F可得：L=(D*UL)/(F*di）
D：占空比
F：开关频率
di：纹波电流(一般设定为最大输出电流的10%~30%)
UL:开关管开通时，电感两端电压
上题可得：L=（8.2*0.379）/(300*103*0.3)=34.5uH
当开关管导通时，电感两端电压UL=Vi=5+5*10%=5.5V
当开关管关断时，电感两端电压UL=V o+Vd-Vi=6.8V
由电感上电压计算公式UL=L(di/dt),dt=D/F可得：L=(D*UL)/(F*di）上题可得：L=（5.5*0.542）/(300*103*0.45)=22.1uH。

估算电感在开关电源中的功耗开关电源的功耗是多方面的，包括功率MOSFET损耗、输入/输出电容损耗、控制器静态功耗以及电感损耗。

本文主要讨论电感损耗。

众所周知，电感损耗包括两方面：其一是与磁芯相关的损耗，即传统的铁损；其二是与电感绕组相关的损耗，即通常所谓的铜损。

功率电感在开关电源中作为一种储能元件，开关导通期间存储磁能，开关断开期间把存储的能量传送给负载。

磁滞特性是磁芯材料的典型特性，正是它产生电感磁芯的损耗。

导磁率越大，磁滞曲线越窄，磁芯功耗越小。

图1 电感功耗的等效模型电感磁芯中的功耗电感在一个开关周期内由于磁场强度改变产生的能量损耗是在开关导通期间输入电感的磁能与开关断开期间输出磁能之间的差值。

如果用ET代表一个开关周期电感的能量，则：。

根据安培定律：和法拉第定律：，上述等式中的ET为：。

随着电感电流减小，磁场强度减弱，而磁感应强度从另一回路返回并变小。

在此期间，大部分能量传送给负载，而存储能量和传送能量之间的差值即为损失的能量。

而磁芯由于磁滞特性引起的功耗是上述能量损耗乘以开关频率。

该损耗大小与艬n有关，对于大多数铁氧体材质磁芯而言，n介于2.5~3之间。

到目前为止，上述磁芯储能和损耗的推导与结论都基于下列条件：磁芯工作在非饱和区；开关频率在磁芯正常工作范围内。

电感磁芯除了上述的磁滞损耗外，第二种主要损耗是涡流损耗。

感应涡流在磁芯中流动将产生I2×R(或V2/R)的功耗。

如果把磁芯想象为一个高阻值元件RC，那么，在RC将产生感应电压，根据法拉第定律，，其中AC为磁芯的有效截面积，因此功耗为：，由此可见，磁芯由于涡流导致的功耗与磁芯中单位时间内磁通变化量的平方成正比。

另外，由于磁通变化量直接与所加电压成正比，所以，磁芯的涡流功耗与电感电压和占空比成正比，即：，其中VL为电感电压，tAPPLIED为一个开关周期(TP)中开关的导通(ON)或截止(OFF)时间。

由于磁芯材料的高阻特性，通常涡流损耗比磁滞损耗小得多，通常数据手册中给出的磁芯损耗包括涡流损耗和磁滞损耗。

为开关电源选择合适的电感感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上，用来平滑电流。

电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。

换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的电压尖峰。

电感为磁性元件，自然有磁饱和的问题。

有的应用允许电感饱和，有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和，也有的应用不允许电感出现饱和，这要求在具体线路中进行区分。

大多数情况下，电感工作在“线性区”，此时电感值为一常数，不随着端电压与电流而变化。

但是，开关电源存在一个不可忽视的问题，即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数)，一个是不可避免的绕线电阻，另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。

杂散电容在低频时影响不大，但随频率的提高而渐显出来，当频率高到某个值以上时，电感也许变成电容特性了。

如果将杂散电容“集中”为一个电容，则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。

当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时，不妨考虑下面几个特点：1. 当电感L中有电流I流过时，电感储存的能量为：E＝0.5×L×I2 (1)2. 在一个开关周期中，电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为：V＝(L×di)/dt (2)由此可看出，纹波电流的大小跟电感值有关。

3. 就像电容有充、放电电流一样，电感器也有充、放电电压过程。

电容上的电压与电流的积分(安·秒)成正比，电感上的电流与电压的积分(伏·秒)成正比。

只要电感电压变化，电流变化率di/dt也将变化；正向电压使电流线性上升，反向电压使电流线性下降。

计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要。

从图1可以看出，流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成，因为交流分量具有较高的频率，所以它会通过输出电容流入地，产生相应的输出纹波电压dv=di×R ESR。

开关电源中电感的作用电感是闭合回路的一种属性，即当通过闭合回路的电流改变时，会出现电动势来抵抗电流的改变。

电感的"通直阻交"特性，让其在电路中能够发挥巨大的作用。

在板卡中，电感多被用在储能、滤波、延迟和振荡等几个方面，是保障板卡稳定、安全运行的重要元件。

常见的有功率电感、贴片电感等等。

电感是开关电源中常用的元件，由于它的电流、电压相位不同，所以理论上损耗为零。

电感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上，用来平滑电流。

电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有"很大的惯性".换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的电压尖峰。

电感为磁性元件，自然有磁饱和的问题。

有的应用允许电感饱和，有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和，也有的应用不允许电感出现饱和，这要求在具体线路中进行区分。

大多数情况下，电感工作在"线性区",此时电感值为一常数，不随着端电压与电流而变化。

但是，开关电源存在一个不可忽视的问题，即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数)，一个是不可避免的绕线电阻，另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。

杂散电容在低频时影响不大，但随频率的提高而渐显出来，当频率高到某个值以上时，电感也许变成电容特性了。

如果将杂散电容"集中"为一个电容，则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。

当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时，不妨考虑下面几个特点：1. 当电感L中有电流I流过时，电感储存的能量为：E=0.5×L×I2 (1)2. 在一个开关周期中，电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为：V=(L×di)/dt (2) ,由此可看出，纹波电流的大小跟电感值有关。

3. 就像电容有充、放电电流一样，电感器也有充、放电电压过程。

开关电源中计算电感过电流的大小的方法标题:开关电源中计算电感过电流大小的方法开关电源是一种常见的电源供应装置，它通过快速切换开关来将直流电压转换为所需的电源输出。

在开关电源中，电感是关键元件之一，它负责储存和释放能量。

然而，由于电感的特性，当切断电流时会产生过电流现象。

为了保护开关电源和其他电路元件，我们需要计算电感过电流的大小。

下面将介绍一种常用的计算方法。

首先，我们需要了解电感过电流的原理。

当开关电源切断电流时，电感中储存的能量会引起电感电压的瞬时增加。

这个瞬时增加的电压会导致过电流的产生。

过电流的大小与电感和其它电路元件的参数有关，因此我们需要计算电感过电流的具体数值。

计算电感过电流的方法是使用电感电压方程。

电感电压方程表示为：V=L*di/dt其中，V是电感的电压，L是电感的感值，di/dt是电流变化率。

根据这个方程，我们可以计算出电感的电压，从而得出过电流的数值。

为了计算电感过电流的最大值，需要找到电感电压方程中的最大值。

这个最大值取决于电流变化率di/dt的大小。

在开关电源中，电流变化率通常是由开关管的导通和关断时间决定的。

通过调整开关管的导通和关断时间，我们可以控制电感电压的最大值，从而控制过电流的大小。

除了计算电感过电流的大小，我们还需要注意以下几点来优化开关电源的设计：1.选择合适的电感器：不同的应用场景需要不同的电感感值。

选择合适的电感器可以有效地减小过电流的大小。

2.合理设计开关管的导通和关断时间：通过合理设计开关管的导通和关断时间，可以控制电感电压的最大值，从而减小过电流的大小。

3.添加合适的保护电路：为了保护开关电源和其他电路元件，可以添加合适的保护电路，如过电流保护电路和过压保护电路。

总而言之，计算电感过电流的大小是优化开关电源设计的重要一步。

通过合理选择电感器、设计开关管导通和关断时间以及添加保护电路，可以有效地控制过电流的大小，保护开关电源和其他电路元件的安全运行。

开关电源磁性元件磁心选择的计算-AP值法1前言开关电源以其体积小，重量轻，效率高，控制灵活可靠等优点成为现代广泛应用的电力变换装置。

开关电源磁性元件，如开关变压器和谐振电感等，是开关电源的核心组成部分之一。

设计合理、可靠的磁性元件，是设计性能优良的开关电源的基础。

所谓合理、可靠的磁性元件，就是在满足元件功能的情况下，能够长期安全工作，温升在允许的范围内，而且体积小，重量轻，材料节省。

磁性元件设计的关键，是选取合理的磁心。

因为磁性元件的主要部分就是磁心和线圈，一旦磁心确定，线圈也就基本确定了。

只有选取了适当的磁心，才能设计出合理、可靠的磁性元件。

选取磁心的算法有多种，如查表法[1]、磁心结构常数法（Y值法）[2]等。

而AP 法是理论比较严密，磁心参数查找比较便利的一种方法。

2选择开关电源磁性元件磁心的材料、结构和必备的计算参数2.1材料变压器磁心选用高磁导率软磁材料制造，以减少磁滞损耗与磁心体积，提高励磁效率。

几种常用磁心材料的磁导率和适用频率范围可以用图1[3]粗略描述。

从图中可以看出，适用于开关电源工作频率段的磁心材料主要有铁氧体、铁粉磁心等。

其中，尤以Mn-Zn铁氧体综合特性最好，因此使用最广泛。

2.2铁氧体磁心结构和应用铁氧体磁心已经形成系列标准结构与尺寸，规格品种繁多，常用的铁氧体磁心结构和形状有EE型、ETD（EC）型、EI型、U型、罐型、环型等，外形结构如图2。

1）EE型特点：窗口大，散热好；结构规则，便于组合使用。

缺点是电磁屏蔽性能差、干扰大。

适用：较大功率开关电源变压器、电感，驱动变压器，脉冲变压器；2）ETD（EC）型特点：窗口大，散热好；磁心截面积大，绕线匝数少，长度短，漏感小，铜损小。

适用：较大功率开关电源变压器、电感，扼流圈，更适合高频使用。

3）EI型特点：与EE相似。

适用：开关电源变压器，驱动变压器，脉冲变压器。

4）U型磁心特点：窗口面积大，适用于大功率型变压器或高压型变压器。

开关电源的电感选择和布局布线注意：所有下标的内容均用括斜弧代替，请读者留意！开关电源（SMPS， Switched-Mode Power Supply）是一种非常高效的电源变换器，其理论值更是接近100%，种类繁多。

按拓扑结构分，有Boost、Buck、Boost-Buck、Charge-pump等；按开关控制方式分，有PWM、PFM；按开关管类别分，有BJT、FET、IGBT等。

本次讨论以数据卡电源管理常用的PWM控制Buck、Boost型为主。

开关电源的主要部件包括：输入源、开关管、储能电感、控制电路、二极管、负载和输出电容。

目前绝大部分半导体厂商会将开关管、控制电路、二极管集成到一颗CMOS/Bipolar工艺的电源管理IC中，极大简化了外部电路。

其中储能电感作为开关电源的一个关键器件，对电源性能的好坏有重要作用，同时也是产品设计工程师重点关注和调试的对象。

随着像手机、PMP、数据卡为代表的消费类电子设备的尺寸正朝着轻、薄、小巧、时尚的趋势发展，而这正与产品性能越强所要的更大容量、更大尺寸的电感和电容矛盾。

因此，如何在保证产品性能的前提下，减小开关电源电感的尺寸（所占据的PCB面积和高度）是本文要讨论的一个重要命题，设计者将不得不在电路性能和电感参数间进行折中（Tradeoff）。

任何事物都具有两面性，开关电源也不例外。

坏的PCB布局布线设计不但会降低开关电源的性能，更会强化EMC、EMI、地弹（grounding）等。

在对开关电源进行布局布线时应注意的问题和遵循的原则也是本文要讨论的另一重要命题。

一开关电源占空比D、电感值L、效率η公式推导Buck型和Boost型开关电源具有不同的拓扑结构，本文将使用如图1-1、1-2所示的电路参考模型[1]：参考电路模型默认电感的DCR（Direct Constant Resistance）为零。

Buck/Boost型开关电源，伴随开关管的开和关，储能电感的电流波形如图1-3所示：从图中可以看到，电感的电流波形等价于在直流I(DC)上叠加一个I(P-P)值为ΔI的交流。

开关电源输入：共模电感，X电容，Y电容，差模电感理论计算引言在开关电源中，EMI滤波器对共模和差模传导噪声的抑制起着显著的作用。

在研究滤波器原理的基础上，探讨了一种对共模、差模信号进行独立分析，分别建模的方法，最后基于此提出了一种EMI滤波器的设计程序。

高频开关电源由于其在体积、重量、功率密度、效率等方面的诸多优点，已经被广泛地应用于工业、国防、家电产品等各个领域。

在开关电源应用于交流电网的场合，整流电路往往导致输入电流的断续，这除了大大降低输入功率因数外，还增加了大量高次谐波。

同时，开关电源中功率开关管的高速开关动作（从几十kHz到数MHz），形成了EMI（electromagnetic interference）骚扰源。

从已发表的开关电源论文可知，在开关电源中主要存在的干扰形式是传导干扰和近场辐射干扰，传导干扰还会注入电网，干扰接入电网的其他设备。

减少传导干扰的方法有很多，诸如合理铺设地线，采取星型铺地，避免环形地线，尽可能减少公共阻抗；设计合理的缓冲电路；减少电路杂散电容等。

除此之外，可以利用EMI滤波器衰减电网与开关电源对彼此的噪声干扰。

EMI骚扰通常难以精确描述，滤波器的设计通常是通过反复迭代，计算制作以求逐步逼近设计要求。

本文从EMI滤波原理入手，分别通过对其共模和差模噪声模型的分析，给出实际工作中设计滤波器的方法，并分步骤给出设计实例。

1、EMI滤波器设计原理在开关电源中，主要的EMI骚扰源是功率半导体器件开关动作产生的dv/dt和di/dt，因而电磁发射EME(Electromagnetic Emission)通常是宽带的噪声信号，其频率范围从开关工作频率到几MHz。

所以，传导型电磁环境（EME）的测量，正如很多国际和国家标准所规定，频率范围在0.15～30MHz。

设计EMI滤波器，就是要对开关频率及其高次谐波的噪声给予足够的衰减。

基于上述标准，通常情况下只要考虑将频率高于150kHz的EME衰减至合理范围内即可。

开关电源变压器的激磁电感测量方法通常，我们可以采用两种方法来测量开关电源变压器的激磁电感，分别是已知量测法和品质因数法。

首先，我们来介绍已知量测法。

已知量测法是通过已知的激磁电感值，通过测量得到的电感值来计算出未知电感的方法。

具体步骤如下：1.根据设计参数或测量得到的原始电感值L1，通过计算或推算得到已知激磁电感值L22.接通稳压稳流电源，将变压器的一组绕组接入电路。

3.在电路中加入串联于变压器绕组的可变电阻，以便调节电路的激磁电流。

4.测量得到的电感值L35.根据激磁电流和电感之间的关系，计算未知电感值L4、具体计算方法如下：L4=L1*(L3/L2)通过已知量测法，我们可以获得变压器的准确激磁电感值。

其次，我们来介绍品质因数法。

品质因数法通常适用于较为复杂的开关电源变压器，但需要使用示波器等精密仪器进行测量。

具体步骤如下：1.将开关电源变压器的一组绕组接入示波器和稳压稳流电源。

2.通过调节电路的激磁电流，使电流保持稳定。

3.在示波器上观察到变压器的电压波形，记录下周期性的峰值电压和峰值电流。

4.根据峰值电压和峰值电流，计算出开关电源变压器的激磁电感。

在品质因数法中，我们需要测量的峰值电流和峰值电压是根据变压器在工作状态下的实际电流和电压变化来计算的，因此可以更准确地测量开关电源变压器的激磁电感。

总的来说，开关电源变压器的激磁电感可以通过已知量测法和品质因数法进行测量。

已知量测法相对简单，但需要推算激磁电感值；品质因数法较为精确，但需要使用示波器等精密仪器进行测量。

根据具体情况选择合适的测量方法来确定开关电源变压器的激磁电感值，以保证其工作性能和可靠性。

很全的开关电源各个元器件--计算/选型开关电源元器件选型—保险丝第一个安规元件—保险管1作用：安全防护。

在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。

2技术参数：额定电压V、额定电流I、熔断时间I^2RT。

3分类：快断、慢断、常规1、0.6为不带功率因数校正的功率因数估值2、Po输出功率3、η 效率（设计的评估值）4、Vinmin 最小的输入电压5、2为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。

6、0.98 PF值开关电源元器件选型—热敏电阻NTC的作用NTC是以氧化锰等为主要原料制造的精细半导体电子陶瓷元件。

电阻值随温度的变化呈现非线性变化，电阻值随温度升高而降低。

利用这一特性，在电路的输入端串联一个负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗，这样就可以有效的抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。

当电路进入稳态工作时，由于线路中持续工作电流引起的NTC发热，使得电阻器的电阻值变得很小，对线路造成的影响可以完全忽略。

NTC的选择公式对上面的公式解释如下：1. Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值；2. Rn是热敏电阻在Tn常温下的标称阻值；3. B是材质参数；(常用范围2000K~6000K)4. exp是以自然数e 为底的指数（e =2.{{71828:0}} ）；5. 这里T1和Tn指的是K度即开尔文温度，K度=273.15(绝对温度)+摄氏度. 开关电源元器件选型—压敏电阻压敏电阻的作用1、压敏电阻是一种限压型保护器件。

利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。

2、主要作用：过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等。

3、主要参数有：压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。

4、压敏电阻的响应时间为ns级，比空气放电管快，比TVS管（瞬间抑制二极管）稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。

开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总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。