开关电源输入输出电流的计算方法

1.原理图2.技术指标(1 输入电压:185V AC~240VAC(2输出电压1：+5VDC,额定电流1A，最小电流750mA ; (3输出电压2:+12VDC, 额定电流1A，最小电流100mA ; (4输出电压3:-12VDC ,额定电流1A，最小电流100mA ; (5输出电压4:+24VDC,额定电流1.5A，最小电流250mA ;(6输出电压纹波:+5V,±12V :最大100mV (峰峰值；+24V:最大250mV (峰峰值(7输出精度:+5V,±12V撮大± 5%; +24V:最大± 10%; (8效率:大于80% 3.参数计算(1输出功率：5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =x + xx +x = (3-1 (2 输入功率：6581.2580%0.8out in P WP W ===(3-2 (3直流输入电压:采用单相桥式不可控整流电路(max240VAC 1.414=340VDCin V =x (3-3 (min185VAC 1.414=262VDCin V =x (3-4 (4最大平均电流：(m a x(m i n 81. 250. 31262inin in P W I A V V=(3-5(5最小平均电流： (min(max 81.250.24340 in in in P WI A V ==(3-6 (6峰值电流：可以采用下面两种方法计算，本文采用式(3-8的方法。

(minmax (min(min225581.251.550.4262out out out Pk C in in in P P P W I I A V D V V V x =====x (3-7 min 5.55.581.251.71262out Pk C in P W I I A V V x ==(3-8 (7 散热:基于MOSFET的反激式开关电源的经验方法:损耗的35%是由MOSFET产生, 60%是由整流部分产生的。

开关电源高频变压器AP法计算方法开关电源的高频变压器在设计和计算时，常采用AP法（Amplitude and Phase Method），即幅相法。

该方法可以使计算过程更简洁，且准确度较高。

以下是使用AP法计算开关电源高频变压器的方法及步骤。

1.确定设计要求：- 输入电压：Vin- 输出电压：Vout- 输出功率：Pout- 输入频率：Fin- 输出频率：Fout-漏感相对占空比：D-反馈变压器线匝比：Np/Ns2.计算输出电流：输出电流Iout = Pout / Vout3.计算输入电流：输入电流Iin = Pout / Vin4.计算变压器线圈匝数：输入线圈匝数Np = Ns * Vin / Vout5.设计漏感：选择适当的漏感系数k，一般为0.3到1之间。

漏感Lp = k * (Np)^2 / Fin6.计算变压器参考电流：变压器参考电流Ir = Iout * Vin / Vout7.计算变压器参考电压：变压器参考电压Ur = Vout * (1 - D) * (Ns / Np)8.计算变压器的磁链：变压器的磁链Br = Ur / (Fout * A)其中，A为变压器的有效截面积，可根据铁心截面积和线圈层数来计算。

9.根据设计选取合适的磁芯材料：根据计算得到的磁链值Br，选择合适的磁芯材料，常见的磁芯材料有硅钢片、氧化锌和磁性体等。

10.计算变压器的磁芯截面积：由所选磁芯材料的B-H曲线，可以得到磁芯的饱和磁感应强度Bs，通过Ur和Fout的大小关系判断是否选择合适的磁芯尺寸。

11.计算变压器的线圈电流密度：线圈电流密度Jc=Ir/Ap其中，Ap为变压器的有效截面积。

12.计算变压器的线圈匝数：输出线圈匝数Ns = Ap * Jc / (2 * Iout)13.计算输入电压的有效值：输入电压的有效值Vin_rms = Vin / sqrt(2)14.计算输入电流的有效值：输入电流的有效值Iin_rms = Iin / sqrt(2)15.计算变压器的有效值电流密度：有效值电流密度J_rms = Iin_rms / Ap16.计算输入线圈匝数：输入线圈匝数Np = Ap * J_rms / (2 * Iin_rms)17.验证设计结果：使用计算得到的变压器参数进行实际设计和模拟验证，根据设计要求进行调整。

输入输出电压关系DTTonVin Vout ==开关管电流IoutIq =(max)1开关管电压VinVds =二极管电流)1(1D Iout Id −×=二极管反向电压VinVd =12、BOOST 电路输入输出电压关系DTon T T Vin Vout −=−=11开关管电流11((max)1DIout Iq −×=开关管电压VoutVds =二极管电流IoutId =1二极管反向电压VoutVd =13、BUCK BOOST 电路输入输出电压关系DDTon T Ton Vin Vout −=−=1开关管电流11((max)1DIout Iq −×=开关管电压VoutVin Vds −=二极管电流IoutId =1二极管反向电压VoutVin Vd −=1输入输出电压关系DDVin Vout −=1开关管电流)1((max)1DD Iout Iq −×=开关管电压VoutVin Vds +=二极管电流IoutId =1二极管反向电压VinVout Vd +=15、FLYBACK 电路输入输出电压关系LpIout VoutT D Vin Vout ×××=2开关管电流(max)1LpTonVin Iq ×=开关管电压NsNp Vout Vin Vds ×+=二极管电流IoutId =1二极管反向电压NpNs Vin Vout Vd ×+=16、FORW ARD 电路输入输出电压关系D NpNsT Ton Np Ns Vin Vout ×=×=开关管电流Iout NpNsIq ×=(max)1开关管电压VinVds ×=2二极管电流DIout Id ×=1二极管反向电压NpNs Vin Vout Vd ×+=17、2SWITCH FORWARD 电路输入输出电压关系D NpNsT Ton Np Ns Vin Vout ×=×=开关管电流Iout NpNsIq ×=(max)1开关管电压VinVds =二极管电流DIout Id ×=1二极管反向电压NpNs Vin Vout Vd ×+=18、ACTIVE CLAMP FORWARD 电路输入输出电压关系D NpNsT Ton Np Ns Vin Vout ×=×=开关管电流Iout Np NsIq ×=(max)1开关管电压)11(DVin Vds −×=二极管电流DIout Id ×=1二极管反向电压DNp Ns Vin Vout Vd −××+=111输入输出电压关系D NpNsT Ton Np Ns Vin Vout ×=×=开关管电流Iout NpNsIq ×=(max)1开关管电压VinVds =二极管电流)21(21D IoutD Iout Id −×+×=二极管反向电压21Vin Np Ns Vd ×=10、PUSH PULL 电路输入输出电压关系D NpNsT Ton Np Ns Vin Vout ××=××=22开关管电流Iout NpNsIq ×=(max)1开关管电压VinVds ×=2二极管电流)21(21D IoutD Iout Id −×+×=二极管反向电压NpNs Vin Vd ×=1输入输出电压关系D NpNsT Ton Np Ns Vin Vout ××=××=22开关管电流Iout NpNsIq ×=(max)1开关管电压VinVds =二极管电流)21(21D IoutD Iout Id −×+×=二极管反向电压NpNs Vin Vd ×=112、PHASE SHIFT ZVT输入输出电压关系D NpNsT Ton Np Ns Vin Vout ××=××=22开关管电流Iout NpNsIq ×=(max)1开关管电压VinVds =二极管电流Iout Id ×=211二极管反向电压NpNs Vin Vd ×=1。

半桥式开关电源变压器参数计算方法1. 输入电压（Vin）：即待转换的电源电压，常用交流电压，如220V交流电。

2. 输出电压（Vout）：即转换后的电源电压，可以是交流电也可以是直流电。

3. 输出电流（Iout）：即变压器输出的电流大小。

4.开关频率（f）：开关频率是指开关器件开关的次数，通常以kHz 为单位。

5.变压器功率（P）：变压器的功率是变压器所能处理的电能大小，即输入电压乘以输出电流。

下面以一个实际计算的案例来详细介绍半桥式开关电源变压器的参数计算方法：假设我们需要设计一个输入电压为220V，输出电压为12V，输出电流为5A的半桥式开关电源变压器。

第一步是计算变压器的功率。

根据上述参数，变压器的功率P=Vout×Iout=12V×5A=60W。

第二步是选择开关频率。

开关频率的选择取决于应用的特定需求，一般在几十kHz到几百kHz之间。

假设我们选择开关频率为50kHz。

第三步是计算变压器的绕组比。

绕组比定义了变压器输入与输出端的电压比。

在半桥式开关电源中，绕组比通常为1:1、所以输入电压与输出电压相等，即Vin=Vout。

第四步是计算变压器的变比。

变比（N）定义了输入和输出的绕组匝数之比，从而决定了电压的变化。

根据绕组比为1:1，我们有N=Vin/Vout=220V/12V=18.33第五步是计算变压器的一次侧电感。

一次侧电感（Lp）决定了变压器的电流特性。

一般来说，如果开关频率较高，则需要较小的电感值。

根据经验公式，计算一次侧电感为Lp=10×(Vin/Vout)²/f=10×(220V/12V)²/50kHz=0.029H。

第六步是计算变压器的二次侧电感。

二次侧电感（Ls）是指变压器绕组与输出端的电感。

一般来说，为了防止输出电压的波动，二次侧电感应比一次侧电感大。

根据经验公式，计算二次侧电感为Ls=10×(Vin/Vout)²/f=10×(220V/12V)²/50kHz=0.029H。

反激式开关电源的设计计算首先，需要明确设计参数：1. 输入电压（Vin）：反激式开关电源的输入电压一般为交流电网的标称电压，如220V或110V。

2. 输出电压（Vout）：反激式开关电源的输出电压需要满足目标设备的需求，例如5V、12V等。

3. 输出功率（Pout）：反激式开关电源的输出功率是根据目标设备的功率需求确定的，一般以瓦（W）为单位。

4. 开关频率（fsw）：反激式开关电源的开关频率一般在10kHz到100kHz之间，根据具体需求和性能要求确定。

设计步骤如下：1.计算电流和电压波形：根据输出功率和输出电压，可以计算出输出电流：Iout = Pout / Vout。

同时，可以根据输入和输出的电压波形关系，使用变压器的变比关系计算输入电流波形。

2.选择开关元件：根据开关频率和输出功率，可以选择合适的功率场效应管（MOSFET）作为开关元件。

选择时需要考虑开关速度、导通和截止损耗等因素。

3.选择变压器：根据输入和输出电压的变比，可以选择合适的变压器。

变压器的选择需要考虑输入输出功率、开关频率、能量传输效率等因素。

4.计算电感和电容：通过计算电流波形和电压波形的变化率，可以确定所需的输入和输出电感。

同时，通过计算输出电压的纹波和电流的纹波，可以选择合适的输出电容。

5.设计控制电路：根据输入和输出电压、开关频率以及开关元件的特性，设计合适的控制电路。

常见的控制方案有可变频率、可变占空比等，需要根据具体需求确定。

6.完善保护电路：7.电路仿真和优化：通过电路仿真软件可以对设计的开关电源进行仿真，并对效果进行优化，如进一步降低纹波、提高效率等。

以上是基于反激式开关电源的设计计算的基本步骤，实际设计中还需要考虑其他因素，如电源的稳定性、EMI（电磁干扰）等。

设计计算的具体细节和参数计算可以根据具体的需求和设备要求进行调整和优化。

开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总在开关电源设计中，有几个常用的计算公式可以帮助工程师进行准确的设计，以下是几个常用的计算公式的汇总：1.电容选择计算公式：开关电源中的电容主要用于滤波和储能，电容的选择需要考虑到输出的纹波电压、负载变化和效率等因素。

常见的电容选择公式如下：C=(ΔV×I)/(f×δV)其中，C是所需的电容容值，ΔV是允许的输出纹波电压，I是负载电流，f是开关频率，δV是峰值纹波电压。

2.电感选择计算公式：电感主要用于存储能量和滤波，选择适当的电感能够提高开关电源的效率。

电感选择的计算公式如下：L = ((Vin - Vout) × D × τ) / (Vout × Iout)其中，L是所需的电感值，Vin是输入电压，Vout是输出电压，D是占空比，τ是瞬态时间，Iout是负载电流。

3.开关频率计算公式：开关频率是开关电源设计中重要的参数，可以影响到效率、尺寸和成本等因素。

开关频率的计算公式如下：f = (Vin - Vout) / (Vout × L × Iout)其中，f是所需的开关频率，Vin是输入电压，Vout是输出电压，L是选择的电感值，Iout是负载电流。

4.整流二极管选择计算公式：整流二极管用于将开关电源的交流输出转换为直流输出，选择适当的整流二极管可以减少功耗和散热。

整流二极管选择的计算公式如下：Iavg = (Iout × η) / (1 - η)其中，Iavg是整流二极管的平均电流，Iout是负载电流，η是开关电源的效率。

5.功率开关管选择计算公式：功率开关管主要用于开关转换和功率调节，选择适当的功率开关管可以提高效率和可靠性。

功率开关管选择的计算公式如下：Pd = (Vin - Vout) × Iout / η - Vout × Iout其中，Pd是功率开关管的功耗，Vin是输入电压，Vout是输出电压，Iout是负载电流，η是开关电源的效率。

开关电源恒流功率计算公式在电子电路中，开关电源是一种常见的电源供应器件，它能够将输入电压转换为稳定的输出电压，并且能够提供恒定的电流输出。

在设计和使用开关电源时，计算功率是非常重要的，因为它能够帮助我们了解电路的工作状态，以及为电路提供合适的保护和散热措施。

本文将介绍开关电源恒流功率计算的公式和方法。

开关电源的基本原理。

开关电源是一种能够将输入电压转换为稳定输出电压的电源供应器件。

它通过控制开关管的导通和截止来实现对输入电压的调节，从而输出稳定的电压。

在开关电源中，恒流控制是一种常见的工作方式，它能够保证输出电流的稳定性，从而保护电路和负载。

恒流功率计算公式。

在开关电源中，恒流控制下的功率计算公式如下：P = V × I。

其中，P表示功率，单位为瓦特（W）；V表示电压，单位为伏特（V）；I表示电流，单位为安培（A）。

在恒流控制下，输出电流是恒定的，因此在计算功率时只需要考虑输出电压即可。

根据上述公式，我们可以通过测量输出电压和输出电流来计算功率。

实际计算方法。

在实际应用中，我们可以通过示波器或多用表来测量开关电源的输出电压和输出电流。

首先，我们需要将示波器或多用表设置为适当的量程和测量模式，然后将它们连接到开关电源的输出端。

接下来，我们可以通过示波器或多用表来测量输出电压和输出电流，并将它们代入上述功率计算公式中进行计算。

除了直接测量输出电压和输出电流外，我们还可以通过开关电源的规格书或数据手册来获取输出电压和输出电流的数值。

在实际应用中，我们可以直接使用规格书或数据手册中提供的数值来进行功率计算，从而避免了测量误差和不确定性。

功率计算的意义。

功率是衡量电路工作状态的重要指标，它能够帮助我们了解电路的负载情况和工作效率。

在开关电源中，功率的计算能够帮助我们确定电路的工作状态，并为电路的设计和使用提供参考依据。

此外，功率的计算还能够帮助我们选择合适的散热措施和保护措施，从而保证电路的安全可靠运行。

（1）输入电压：185V AC~240V AC（2）输出电压1：+5VDC ，额定电流1A ，最小电流750mA ； （3）输出电压2：+12VDC ，额定电流1A ，最小电流100mA ； （4）输出电压3：-12VDC ，额定电流1A ，最小电流100mA ； （5）输出电压4：+24VDC ，额定电流1.5A ，最小电流250mA ；（6）输出电压纹波：+5V ，±12V ：最大100mV （峰峰值）；+24V ：最大250mV （峰峰值）（7）输出精度：+5V ，±12V ：最大± 5%；+24V ：最大± 10%； （8）效率：大于80% 3. 参数计算 （1）输出功率：5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =⨯+⨯⨯+⨯= （3-1）（2）输入功率：6581.2580%0.8out in P WP W === （3-2） （3）直流输入电压：采用单相桥式不可控整流电路(max)240VAC 1.414=340VDC in V =⨯ （3-3） (min)185VAC 1.414=262VDC in V =⨯ （3-4）（4）最大平均电流：(max)(min)81.250.31262in in in P WI A V V=== （3-5） （5）最小平均电流：(min)(max)81.250.24340in in in P WI A V === （3-6） （6）峰值电流：可以采用下面两种方法计算，本文采用式（3-8）的方法。

(min)max (min)(min)225581.25 1.550.4262out out out Pk C in in in P P P WI I A V D V V V ⨯======⨯ （3-7）min 5.5 5.581.25 1.71262out Pk C in P WI I A V V⨯==== （3-8） （7）散热：基于MOSFET 的反激式开关电源的经验方法：损耗的35%是由MOSFET 产生，60%是由整流部分产生的。