【導(dǎo)讀】對(duì)于電源設(shè)計(jì)工程師而言，熟練掌握計(jì)算公式是必不可少的，在電源圈中流傳著這么一句話，世界上最遙遠(yuǎn)的距離不是語(yǔ)言差異無(wú)法溝通，而是公式擺在面前卻不會(huì)運(yùn)用。因此，小編為大家盤點(diǎn)了在電源設(shè)計(jì)中最常用的一些計(jì)算公式并進(jìn)行講解，希望對(duì)大家有所幫助。
MOSFET開(kāi)關(guān)管工作的最大占空比Dmax：
式中：Vor為副邊折射到原邊的反射電壓，當(dāng)輸入為AC220V時(shí)反射電壓為135V；VminDC為整流后的最低直流電壓；VDS為MOSFET功率管導(dǎo)通時(shí)D與S極間電壓，一般取10V。
變壓器原邊繞組電流峰值IPK為：
式中：η為變壓器的轉(zhuǎn)換效率；Po為輸出額定功率，單位為W。
變壓器原邊電感量LP：
式中：Ts為開(kāi)關(guān)管的周期(s)；LP單位為H。
變壓器的氣隙lg：
式中：Ae為磁芯的有效截面積(cm2)；△B為磁芯工作磁感應(yīng)強(qiáng)度變化值(T)；Lp單位取H，IPK單位取A，lg單位為mm。
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變壓器磁芯：
反激式變換器功率通常較小，一般選用鐵氧體磁芯作為變壓器磁芯，其功率容量AP為
式中：AQ為磁芯窗口面積，單位為cm2；Ae為磁芯的有效截面積，單位為cm2；Po是變壓器的標(biāo)稱輸出功率，單位為W；fs為開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率；Bm為磁芯最大磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T；δ為線圈導(dǎo)線的電流密度，通常取200～300A/cm2，η是變壓器的轉(zhuǎn)換效率；Km為窗口填充系數(shù)，一般為0.2~0.4；KC為磁芯的填充系數(shù)，對(duì)于鐵氧體為1.0。
根據(jù)求得的AP值選擇余量稍大的磁芯，一般盡量選擇窗口長(zhǎng)寬之比較大的磁芯，這樣磁芯的窗口有效使用系數(shù)較高，同時(shí)可以減少漏感。
變壓器原邊匝數(shù)NP：
式中：△B為磁芯工作磁感應(yīng)強(qiáng)度變化值(T)，Ae單位為cm2，Ts單位為s。
變壓器副邊匝數(shù)Ns：
式中：VD為變壓器二次側(cè)整流二極管導(dǎo)通的正向壓降。
功率開(kāi)關(guān)管的選擇：
開(kāi)關(guān)管的最小電壓應(yīng)力UDS：
一般選擇DS間擊穿電壓應(yīng)比式(9)計(jì)算值稍大的MOSFET功率管。
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繞組電阻值R：
式中：MUT為平均每匝導(dǎo)線長(zhǎng)度(cm)；N為導(dǎo)線匝數(shù)；
為20℃時(shí)導(dǎo)線每cm的電阻值(μΩ)。
繞組銅耗PCU為：
原、副邊繞組電阻值可通過(guò)求繞組電阻值R的公式求出，當(dāng)求原邊繞組銅耗時(shí)，電流用原邊峰值電流IPK來(lái)計(jì)算；求副邊繞組銅耗時(shí)，電流用輸出電流Io來(lái)計(jì)算。
磁芯損耗：
磁芯損耗取決于工作頻率、工作磁感應(yīng)強(qiáng)度、電路工作狀態(tài)和所選用的磁芯材料的性能。對(duì)于雙極性開(kāi)關(guān)變壓器，磁芯損耗PC：
式中：Pb為在工作頻率、工作磁感應(yīng)強(qiáng)度下單位質(zhì)量的磁芯損耗(W/kg)；Gc為磁芯質(zhì)量(Kg)。
對(duì)于單極性開(kāi)關(guān)變壓器，由于磁芯工作于磁滯回線的半?yún)^(qū)，所以磁芯損耗約為雙極性開(kāi)關(guān)變壓器的一半。變壓器總損耗為總銅耗與磁芯損耗之和。
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