开关电源输入输出电流的计算方法

开关电源恒压恒流控制回路的工作原理和参数计算1.电压控制环的设计恒压源的输出电压由下式确定U O=U Z+U F+U R1=U Z+U F+I R1R1其中，U Z=6.2V（即稳压管VD1的稳定电压），光耦合器PC817A中红外 LED的正向压降U F=1.2V （典型值），需要确定的只是R1上的压降U R1。

令R1上的电流为I R1，VT2的集电极电流为I C2，光耦合器输入电流（即LED工作电流）为I F，显然I R1=I C2=I F，并且它们随u、I C和光耦合器的电流传输比CTR值而变化。

已知单片LED 驱动电源的控制端电流I C变化范围是2.5mA（对应于最大占空比D MAX）~6.5mA（对应于最小占空比D MIN），现取中间值I C=4.5mA。

因I C是从光敏三极管的发射极流入控制端的，故有关系式I R1=I C CTR采用线性光耦合器时，要求CTR=80%～160%，可取中间值：120%。

在I C和CTR 值确定之后，很容易求出I R1。

将I C=4.5mA，CTR=120%代入式中得到，I R1=3.75mA。

令R=39R时，U R1=0.146V。

最后计算出U O=U Z+U F+U R1=6.2V+1.2V+0.146V=7.546V=7.5V2.电流控制环的设计电流控制环由VT1、VT2、R1~R6、C1和PC817A等构成。

下面要最终计算出恒定输出电流I OH 的期望值。

R2为VT1的基极偏置电阻，因基极电流很小，而R3上的电流很大，故可认为VT1的发射结压降U BE1全部降落在R3上。

有公式I OH=U BE1 R3利用下面两式可估算出VT1、VT2的发射结压降U BE1=kTqln(I C1I S)U BE2=kTqln(I C2I S)式中：k为玻尔兹曼常数；T为环境温度（用热力学温度表示）；q是电子电量；当T A=25℃时，T=298K，kTq=0.0262（V）；I C1、I C2分别为VT1、VT2的集电极电流；I S为晶体管的反向饱和电流，对于小功率管，I S=4×10−14A。

RCD 吸收电路参数设计
① 选择钳位电容最小值������������������������������ ，当漏感能量完全释放后，钳位电容电压达到最 大值������������������������������ ，随后二极管关断，电容向电阻放电，当下一周期开关管导通时， 电容电压达到最小值������������������������������ ，������������������������������ 一般取0.85~0.95������������������������������ 。 ② 由开关管的耐压值������������������ 以及最大输入电压������������������������������������������������ 来确定钳位电容的最大电 压������������������������������ ，并确保������������������������������ > 1.5������ ������������ (保证电容电压在关断期间不小于映射电压)。 ������������������������������ = ������������������ − ������������������������������������������������ − 50 （留 50V 的电压余量）
������
������������������������������������������
= 0.2������

������������������������������ 电感电流峰值������������������������ = (1−0.5∗������ )∗������ ������������
反激变压器参数设计

【很完整】⽜⼈教你开关电源各功能部分原理分析、计算与选型1 开关电源介绍此⽂档是作为张占松⾼级开关电源设计之后的强化培训，基于计划安排，由申⼯讲解了变压器设计之后，在此⽂章中简单带过变压器设计原理，重点讲解电路⼯作原理和设计过程中关键器件计算与选型。

开关电源的⼯作过程相当容易理解，其拥有三个明显特征：开关：电⼒电⼦器件⼯作在开关状态⽽不是线性状态⾼频：电⼒电⼦器件⼯作在⾼频⽽不是接近⼯频的低频直流：开关电源输出的是直流⽽不是交流也可以输出⾼频交流如电⼦变压器1.1 开关电源基本组成部分1.2 开关电源分类：开关电源按照拓扑分很多类型：buck boost 正激反激半桥全桥 LLC 等等，但是从本质上区分，开关电源只有两种⼯作⽅式：正激：是开关管开通时传输能量，反激：开关管关断时传输能量。

下⾯将以反激电源为例进⾏讲解。

1.3 反激开关电源简介反激⼜被称为隔离buck-boost 电路。

基本⼯作原理：开关管打开时变压器存储能量，开关管关断时释放存储的能量反激开关电源根据开关管数⽬可分为双端和单端反激。

根据反激变压器⼯作模式可分为CCM 和DCM 模式反激电源。

根据控制⽅式可分为PFM 和PWM 型反激电源。

根据驱动占空⽐的产⽣⽅式可分为电压型和电流型反激开关电源。

我们所要讲的反激电源精确定义为：电流型PWM 单端反激电源。

1.4 电流型PWM 单端反激电源此类反激电源优点：结构简单价格便宜，适⽤⼩功率电源。

此类反激电源缺点：功率较⼩，⼀般在150w 以下，纹波较⼤，电压负载调整率低，⼀般⼤于5%。

此类反激电源设计难点主要是变压器的设计，特别是宽输⼊电压，多路输出的变压器。

2 举例讲解设计过程为了更清楚了解设计中详细计算过程，我们将以220VAC-380VAC 输⼊，+5V±3%（5A），±15±5%（0.5A）三路共地输出反激电源为例讲解设计过程。

提出上⾯要求，选择思路如下：提出上⾯要求，选择思路如下：电源总输出功率P=5*5W+15*0.5*2=40W 功率较⼩，可以选择反激开关电源。

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。