开关电源电路中每个元件的作用及计算
本次讲解电源以一个1 3.2W电源为例
输入：AC90~264V 输出:3. 3V/4A 原理图
SZ r/77 ΓT1 Γ∏
变圧器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重耍的。
决定变压器的材质及尺寸：
依据变圧器计算公式
-S(IlIaX) = ^^xlOO GClItSS
NPXAe
■B(InaX)= 铁心饱介的磁通密度(GaUSS)
■LP = —次侧电感值(UH)
^IP ≡次侧峰侑电流(A)
^NP ≡一次側(主线圈)圈数
^Ae- 铁心戯而^(ClIr)
P B(InaX)依铁心的材质及木自的温度来决立?以TDK FeniteCOre PC40为例? 100*C时的B(max)为 3900 Gauss.设汁时应考虑零件误差?所以一般取3000-3500 GauSS 21间?托所段汁的POWer为 AdaPter(?外先测应取3000GMlSS左右.以避免佚心因局温向饱合? 一股血言铁心的尺寸越大. Ae越A??所以可以做较大瓦数的POwer=
决定一次侧滤波电容: 滤波电容的决定,可以决定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高，可以做较大瓦数的POWer ,但相对价格亦较高。
决定变压器线径及线数：
当变压器决定后,变压器的BObbin即可决定,依据BObbin的槽竞，可决定变压器的线径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流密度一般以6A∕mm2为参考，电流密度对变压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以温升记录为准。
决定DUty CyCle (工作周期)：
由以下公式可决定DUty CyCle , DUty CyCle的设计一般以50%为基准，DUty CyCle若超过50%易导致振荡的发生。
NS _(Fo + T D)X(I-D)
NP P‰(min);TD
>NS=二次侧圈数
>NP= 一次侧圈数
》VO=输出电丿卡.
>Λ?=二极管顺向电压
>VilI(1】Iln)=滤波电容上的谷点电压
> D =匸作周期(D Uty CyCle)
决定IP值:
J T 1 W T POHt Fn7(Inin) P
IP = IaV + —ΔZ IaV =---- : ------ Δ/ = ------------- X—
2 VJH(nyin)xDxηLP f ” IP= 一次侧峰值电流
厂IaV= 一次侧平均电流
” PoUt =输岀瓦数
> η =效率
， f = P?VM震荡频率
决定辅助电源的圈数：
依据变圧器的圈比关系，可决定辅助电源的圈数及电圧。
决定MOSFET及二次侧二极管的StreSS (应力):
依据变圧器的圈比关系，可以初步计算出变圧器的应力(StreS S)是否符合选用零件的规格，计算时以输入电压264V(电容器上为380V)为基准。
其它：
若输出电压为5V以下，Jl必须使用TL431而非TL432时，须考虑多一组绕组提供Photo COUPler 及 TL431 使用。
将所得资料代入
5(max) = S X" xL00 GCIlfSS
NPXA e
公式中，如此可得出B (max),若B (max)值太高或太低则参数必须重新调整。
变压器计算：
输出瓦数13. 2W(3. 3V∕4A), COre = EI"28t 可绕面积(槽宽)=1Ommf Margin TaPe = 2. 8mm(每边)，剰余可绕面积=4. 4mm?
变压器材质及尺寸：
由以上假设可知材质为PC-40,尺寸=EI-28, Ae=O. 86cm2,可绕面积(槽宽)=1Omnι,因Margin TaPe使用2. 8mm?所以剩余可绕面积为4. 4mm.假设滤波电容使用47uF∕400V, Vin (min)暂定 90V。
决定变压器的线径及线数:
决定辅助电源的圈数:
假设辅助电源=UV
假设使用0.23 Ψ的线
4 4
可绕圈数= ------ :
------ 二19.13圈 (0.23 + 0.02)
若N Al =6Tx2P,则辅助电源=11.4V
决定MOSFET 及二次侧二极管的StreSS (应力):
N T
、 MoSFET(QI)=最高籀入IliIK(3SOVH — + V D )
NS
= 380÷≡(33÷0.5)
=463.6V
s3?3+?x38
° =20.57V
y v
DIO(Ie(D4)=輸出電啄CVj 十—并最∣?輸入電哄(3807)
… NP
=6.6÷-X 380=4Γ4V
其它：
因为输出为3?3V,而TL431的Vref 值为2. 5V,若再加上PhOtO CoUPIer±的圧降约1. 2V, 将使得输出电压无法推动PhotO CoUPIer 及TL431,所以必须另外增加一组线圈提供NS 3.8 3.8 12 N Al =6.3 圏
Diode(Df)=输岀电 H=Vo)- NS 最高输入电床(3S0??)
回授路径所需的电压。
假iSNA2?4T 便用O ?35H∕线.则
变压器的接线图:
A
O ?32GXlpXnT
<5） ----- 1 ⑥
零件选用：
?FS1：由变压器计算得到Iin 值，以此Iin 值（0. 42A ）可知使用公司共享料2A/250V, 设计时亦须考虑Pin （In a X ）时的Iin 是否会超过保险丝的额定值。
?TRK 热敏电阻）：电源激活的瞬间，由T-CK 一次侧滤波电容）短路，导致Iin 电流很 大，虽然时间很短暂，但亦可能对PoWer 产生伤害，所以必须在滤波电容之前加装一个 热敏电阻,以限制开机瞬间Iin 在SPeC 之内（115V∕30A, 230V/60A）,但因热敏电阻亦 会消耗功率，所以不可放太大的阻值（否则会影响效率），一般使用SCK053（3A∕5Ω）,若 CI 电容使用较大的值，则必须考虑将热敏电阻的阻值变大（一般使用在大瓦数的POWer 上）。
?VDR1 （突波吸收器）:当雷极发生时，可能会损坏零件，进而影响PoWer 的正常动作， 所以必须在靠AC 输入端（FUSe 之后），加上突波吸收器來保护PoWer （—般常用 07D471K ）,但若有价格上的考量，可先忽略不装。
?CY1, CY2（Y-Cap ）:Y-CaP-般可分为 Yl 及 Y2 电容，若 AC InPUt 有 FG （3Pin ） — 4.4 (0.35 + 11.587 ?所以町将N
A 2定为4Tx2P
2
3.8 〃⑴MX) =如如XIoo
NPXAe
(Ganss)= 16(XhO737 44x0.86 .vl 00 = 31163 GdHSs ?—
0.32φxlPx22T Nl 035Φx2Px4T N
町绕圈股= 心y.
O.35φx4Px2T
N2 (9)
O.23φx2Px6T N4
-
<θ> —⑦