详细的反激式开关电源设计全过程

     给新人学习的，很用心的设计，值得学习！还有带仿真，不是经典我不发！

以 21V63W 反激式开关电源的设计过程为例作较为详细的说明，公式的全过程不需要单 位换算，只要跟着公式的每一步计算程序进行演算，均可顺利完成你的计算任务。非常适合 初学者“摸石头过河”。由于本人水平有限，出错在所难免，欢迎大家批评指正！

输入电压：175-264VAC 输出电压：21V 输出电流：3A

输出功率 Po=63W 频率设定在 60KHz 占空比初步定在 0.45 反馈电压取 14.5V 反馈电流取100Ma

总体拓扑如下

变压器计算

一.挑选磁芯。

考虑成本因素在此选择 PC40 材质，查 PC40 资料得

Bs=0.39T              Br=0.06T

^B=Bs-Br=0.39T-0.06T=0.33T

为了防止磁芯的瞬间出现磁饱和，我取低

^B 值，即 0.33T*0.6=0.198T(取 0.2T）

用 AP 法计算磁芯

AP=[(Po/^n+Po)*1000]/2*^B*Fs*1000*J*Ku) AP=[(63W/0.8+63W)*1000]/(2*0.2*60KHz*1000*400*0.2) AP=0.738(mm4)

公式中

^B 是效率取 0.8

Fs 开关频率 60KHz

J 电流密度取 400(A/cm2) Ku 铜窗系数取 0.2

根据上图，我选择大于计算 AP 值的磁芯 EE3528

相关参数是：

Ae=84.8mm2              AP=1.3398cm4

Aw=158mm2              AL=2600nH/H2

二.为了适应突变的负载电流，我把电源设计在临界电流模式。

临界电流 IoB=0.8*Io=0.8*3A=2.4A

1.最小输入电压 Vimin=ViACmin*1.2=210V

2.匝比 n=[Vimin/(Vo+Vf)]*[Dmax/(1-Dmax)] n=[210V/(21V+1V)]*[0.45/(1-0.45)] n=7.8

3.副边峰值电流^IsB=2*IoB/(1-Dmax)

^IsB=2*2.4A/(1-0.45)

^IoB=8.72A

4. 次级电感 Ls=(Vo+Vf)*(1-Dmax)*[1/(Fs*1000)]/^IsB*1000000

Ls=(21V+1V)*(1-0.45)*[1/(60KHz*1000)]/8.72A*1000000

Ls=23.58Uh

5. 原边电感 Lp=n*n*Ls Lp=7.8*7.8*23.58uH Lp=1434uH

6. 计算连续模式时的副边峰值电流.

^Isp=Io/(1-Dmax)+(^IsB/2)

^Isp=3A/(1-0.45)+(8.72A/2)

^Isp=9.81A

7. 计算连续模式时的原边峰值电流.

^Ipp=^Isp/n

^Ipp=9.81A/7.8

^Ipp=1.257A

三.匝数计算.

1. 原边匝数 Np=Lp*^Ipp/(^B*Ae) Np=1434uH*1.257A/(0.2*84.8) Np=106.28T

取整 Np=106T

2.副边匝数 Ns=Np/n

Ns=106T/7.8

Ns=13.58T

取整 Ns=14T

3.反馈匝数 Nv=(Vcc+Vf)/[(Vo+Vf)/Ns]

Nv=(14.5V+1V)/[(21V+1V)/14T] Nv=9.87T

取整 Nv=10T

四.计算磁芯的空气间隙。 Ig=Np*Np*0.000001256*Ae/(Lp/1000) Ig=106T*106T*0.000001256*84.8/(1434uH/1000)Ig=0.83mm

五.线径.

1. 原边线径.

有效电流 Iprms=Po/^n/Vimin Iprms=63W/0.8/210V Iprms=0.375A

线径

dwp=1.13*0.3              J 电流密度取 4(A/mm2)

dwp=0.339mm

用两根直径 0.18mm 的漆包线并绕.

2.次级线径.

dws=1.13*0.886              J 电流密度取 4(A/mm2)

dws=1.0mm

用 4 根直径 0.25mm 的漆包线并绕.

六.电流趋肤深度计算.

^I=76.5/244.9

^I=0.31mm

核对 dwH=^I*2*0.9 dwH=0.558mm

多股并绕时的线径必须小于或等于 dwH 值，单线绕制时，线径如果超过 dwH 值就要考虑采 用多股并绕。

变压器结构绕制.

元器件计算

1.  保险丝计算. Iimax=Po/^n/Vimin Iimax=63/0.8/175

Iimax=0.45A

FUSE=0.45*Kr

FUSE=1.998A 保险丝选择 F2A250V 式中 Kr 值是 4.44046

具体计算公式见本人 QQ 里 有详细计算过程。

2. 输入虑波电容计算.

容量

C=Vo*Io*[2*3.14/f*(Vimin/3.14/3.14-4.44)] C=21*3*[2*3.14/50*(175/3.14/3.14-4.44)] C=105.2Uf

最大施加电压

VH=Vimax*1.414

VH=264*1.414

VH=373.2V

电容选择 100uF400V

2.              工频整流管计算.

3.              启动电阻计算.

4.

5.              功率开关计算.

6.              振荡频率计算

7.              输出整流管计算.

8.              整流管 RC 吸收支路计算.

9.              输出虑波电容计算.

10. 输出电感计算.

11. TL431 外围元件计算.

12. RCD 尖峰吸收支路计算.

13. 电流检测电阻计算.

自我介绍：              大家好，首先告诉大家的是我的水平不高，缺乏技术理论，很多东西都 是硬着头皮做，这段时间认识了不少的业界朋友，技术也 跟着提了一些，但比起大家却差之甚远。 我今天发表的这个小文目的是进一步接近大家，与大家共同探讨技术的精髓。

谢谢大家的支持！

全部资料51hei下载地址：

反激式开关电源设计全过程(有仿真).pdf (584.8 KB, 下载次数: 794)

2018-8-22 23:04 上传

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单端反激开关电源变压器设计乞力马扎罗的雪.pdf.pdf (141.17 KB, 下载次数: 459)

2018-8-22 22:56 上传

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这些计算公式 看着就................. 现在设计电源没这么复杂了，各个电源IC厂家的FAE已经把所有的技术参数都给到了。现在设计就是画画板，细调一些参数，达到认证。

liuhailan5757 发表于 2018-8-23 09:25
这些计算公式 看着就................. 现在设计电源没这么复杂了，各个电源IC厂家的FAE已经把所有的技术参 ...

FAE 给你的方案，那是人家的职责。技术这东西，看个人追求，FAE只能提供基本的案例，复杂点的，高端的东西还是看自个本事。

youyoujiasu 发表于 2018-8-23 19:58
FAE 给你的方案，那是人家的职责。技术这东西，看个人追求，FAE只能提供基本的案例，复杂点的，高端的东 ...

就像windows一样，别人给开发了一个平台，干什么，怎么干还得看你自己，能干到什么样就不好说了。

考虑成本因素在此选择 PC40 材质，查 PC40 资料得
Bs=0.39T              Br=0.06T
^B=Bs-Br=0.39T-0.06T=0.33T
为了防止磁芯的瞬间出现磁饱和，我取低
^B 值，即 0.33T*0.6=0.198T(取 0.2T）
这个 Br=0.06T是怎么来的，乘0.6？

看上去很不错

特意登录,特意顶赞.顺问,成品的实际功率,和实际电压是多少,补足数据就更好了!超赞!

再附,如果楼主在设计上更细心点,就更好了,比如:原边匝数中间有抽头,放个跳线,以适应各国的AC110v/220v电压,毕竟国际化,另外副边,21v的可以有4组,可构成4*5V=20,方便多电压的二次开发和利用.比如:5v的锂电池充电4.2V,组成4*3.6=14.4v,铅酸12v的充电3*5=15v,等等.

学习了，很不错的资料。

很好的思路  楼主能介绍下 反馈怎么设计的吗？

666厉害厉害

学习学习。

进来学习一下。                                       

正在学习开关电源,不知楼主用什么仿真软件?

看着很不错的样子啊！

为什么不完整？！

输入电压：175-264VAC 的反激式开关电源真的很可笑，一看就是外行！反激式的目的就是要做跨电压(85-264V)，要不直接用正激式了.而却完全没有考虑能效与辐射及认证相关因素

知识贴，正能量。

支持分享，了解设计过程

这个对我现在的学习很有用啊，谢谢分享

好资料，谢谢楼主分享！！！

经典！资料很详实感谢楼主的无私分享！

liuhailan5757 发表于 2018-8-23 09:25
这些计算公式 看着就................. 现在设计电源没这么复杂了，各个电源IC厂家的FAE已经把所有的技术参 ...

不错的启蒙文档

做biye设计中，详细计算对我帮助好大，谢谢

非常给力！感谢分享

进来学习一下。  

学习了，很不错的资料!!! 学习了，很不错的资料! 学习了，很不错的资料

H反正我是新手，可以多看看

没看懂~飘过~

非常感谢

这个很不错啊，蛮详细的，先下载学习一下

看上去还不错Mark，下来细看

正在做一款10w输出的，以前没做过，学习

好帖，顶一下学习了

谢谢分享！！

不错，参数计算的很全面，如果有计算的具体过程就更好了

很好不错

很好的资料，看上去很不错

不错了，起码动手做出东西了

好东西，学习了