开关电源电路设计常用的11个公式

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MOSFET开关管工作的最大占空比Dmax：
/ h% m% w8 T# F

式中：Vor为副边折射到原边的反射电压，当输入为AC 220V时反射电压为135V；VminDC为整流后的最低直流电压； VDS为MOSFET功率管导通时D与S极间电压，一般取10V。
变压器原边绕组电流峰值IPK为：
; k# x! Q, z$ |8 O

式中：η为变压器的转换效率；Po为输出额定功率，单位为W。
变压器原边电感量LP：
- h% b0 O: T! H- l* @

式中：Ts为开关管的周期(s)；LP单位为H。
" ^0 R. q2 y4 J! I% S" R8 b* I/ Z变压器的气隙lg：

式中：Ae为磁芯的有效截面积（cm2）；△B为磁芯工作磁感应强度变化值（T）；Lp单位取H，IPK单位取A，lg单位为mm。
变压器磁芯
2 m* T3 u5 Q- Z" t! b. [反激式变换器功率通常较小，一般选用铁氧体磁芯作为变压器磁芯，其功率容量AP为
' e4 U' ], h  F/ ^5 h9 P4 u5 O

式中：AQ为磁芯窗口面积，单位为cm2；Ae为磁芯的有效截面积，单位为cm2；Po是变压器的标称输出功率，单位为W；fs为开关管的开关频率；Bm为磁芯最大磁感应强度，单位为T；δ为线圈导线的电流密度，通常取200～300A/cm2，η是变压器的转换效率；Km为窗口填充系数，一般为0.2~0.4；KC为磁芯的填充系数，对于铁氧体为1.0。
根据求得的AP值选择余量稍大的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比较大的磁芯，这样磁芯的窗口有效使用系数较高，同时可以减少漏感。
变压器原边匝数NP:

式中：△B为磁芯工作磁感应强度变化值（T），Ae单位为cm2，Ts单位为s。
- B% g$ b9 g! C2 h. K& ^变压器副边匝数Ns：

式中：VD为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。
9 e, u. M0 z" n功率开关管的选择
) }, a, z0 u- G, ]开关管的最小电压应力UDS

一般选择DS间击穿电压应比式计算值稍大的MOSFET功率管。
绕组电阻值R：

式中：MUT为平均每匝导线长度（cm）； N为导线匝数；
4 l0 q% B8 X% n  b9 n6 i( u; ^' c为20℃时导线每cm的电阻值（μΩ）。
" h' T0 [7 I; I( `" I9 Z绕组铜耗PCU为：

原、副边绕组电阻值可通过求绕组电阻值R的公式求出，当求原边绕组铜耗时，电流用原边峰值电流IPK来计算；求副边绕组铜耗时，电流用输出电流Io来计算。
磁芯损耗
+ D% \0 o- o0 w8 \磁芯损耗取决于工作频率、工作磁感应强度、电路工作状态和所选用的磁芯材料的性能。对于双极性开关变压器，磁芯损耗PC：
4 R1 D" T) w+ W

式中：Pb为在工作频率、工作磁感应强度下单位质量的磁芯损耗(W/kg)；Gc为磁芯质量(Kg)。
8 }0 b7 Y- c/ U+ o对于单极性开关变压器，由于磁芯工作于磁滞回线的半区，所以磁芯损耗约为双极性开关变压器的一半。变压器总损耗为总铜耗与磁芯损耗之和。
1 w) s. v$ W) A0 G" k+ }* Y

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VD为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降