日本是亚洲之光
(4
1.确定已知参数: （主要PWM方式）确定已知参数:（主要RCC方式）来自现代高频开关电源实用技术1，确定系统规格
输出功率:
输入功率: P୧=
输入平均电流: Iୟ୴ൌሺౣሻ同左边
占空比D୫ୟ୶=୲
=0.5 f୫୧୬:25KHz
A p=A e*A w（cm4）
Ae：磁芯中心柱横截面积(cm2)；
战斗机代数划分A w：磁芯窗口面积(cm2)
最小AC输入电压:V ACMIN，单位:V
最大AC输入电压:V ACMAX，单位:V
输入电压频率:f L,50Hz or 60Hz
输出电压:V O，最大负载电流:I O
输出功率:P O，单位:W
Io:
Po=Vo*Io
η:0.85
P୧ൌ
P୭
η
2.峰值电流
1T=10000G s
输入峰值电流:Iൌכ
ሺౣሻ
文汇报姜维平对于BUCK(降压)，推挽，全桥电路K=1.4
对于半桥和正激K=2.8
对于Boost,BUCK-Boost和反激
K=5.5 I୮ൌ2כP୭כT
ηכV୧୬ሺ୫୧୬ሻכt୭୬A e*A w>כଵల
ଶככ౩כౣכஔכౣכౙ
(cmସ) ；
Ae是磁芯截面积（cm2）,Aw是磁芯窗口面积
（cm2）；f的单位为Hz，Bm的单位为Gs，取
(1500)不大于3000Gs，δ导线电流密度取:2～
3A/mmଶ ，K୫窗口填充系数取0.2～0.4，Ｋ
c磁芯填充系数，对于铁氧体该值取1
Iୋൌ
P୧
V୧୬୫୧୬
Iൌ
Iୟ୴
D୫ୟ୶
כ2
T୭୬ൌଵ
D୫ୟ୶(uint:µs)
1S=106µs
Lൌౣכ
୍ౌే
(µH)
3.计算初级电感
因
所以t୭୬ൌDכTൌଵଶכ若f取25KHz，则t୭୬为
20μS
选磁芯也可用公式
Fosc<50KHz S=1.15*√Po(cmଶሻ
Fosc<60KHz S=0.09*√Po(cmଶሻ
Fosc>=60KHz S=0.075*√Po(cmଶሻ
NPൌౌכ୍ౌే
ככ
10
L P:mH; ΔB:260mT;A e:mm2
NsൌሺV୭Vୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכN
V୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶
NaൌሺVୟVୟୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכN
V୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶
L =
ሺౣሻכୈ୍ౌేכ౩ౙ
其中L 单位:H f:Hz 电压:V, 电流:A
匝比：n=
ሺౣሻ
=
౩౦
4. 计算初级匝数
初级电感:L ୮ൌ
ሺౣሻכ୲
୍౦
检验磁芯正规名牌磁性材料的Bm 不得大于3000Gs ，国产杂牌不大于2500Gs 更保险
A 值是在磁芯上绕1000匝测得(美国)则N ൌ
1000ට
ౌై
此式中L 单位
为mH
变压器次级圈数：Ns>
୬כ୍౦כ౦ୗכౣ
*10
其中S 为磁芯截面积，Ｂ୫值为3000Gs
若A 值是用100匝测得且单位是nH/N ଶ，则N ൌ100ට
ౌై
此式中L 单位为mH,A 单位为mH/N ଶ，在计算时要将A 的值由nH 转换为mH 后再代入式中计算;
例如：某A 值为1300 nH/N ଶ, L 值为2.3mH，则A =1300nH/N ଶ=1.3 mH/N ଶ代入中计算得N 为133T 初级匝数为:Np=౩୬
B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)
Lp = 一次侧电感值(uH) Ip = 一次侧峰值电流(A) Np = 一次侧(主线圈)圈数 Ae = 铁心截面积(cm2 )
B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100
℃时的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500
Gauss 之间，若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右，以避
免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以
5. 匝比n=౩ౌ=
ሺౣሻ
晶体管的基极电流I =୍
౦୦ూు
6. 次级绕组匝数N ୱ=N *n N ୱଵ=
౦כሺାౚሻכሺଵିୈౣ౮ሻ
ሺౣሻכୈౣ౮
多路输出时N ୱ୶=ሺ౮ାౚ౮ሻכ౩భ
భାౚభ
其
中x 代表几路
I ୰୫ୱൌ
I
√2
7. 原边供电绕组N ୟ=N ୱכ
在多路
输出时Vo 为主输出电压
夫承子液H
计算线径（包括初级次级）同左边
8. 选择磁芯型号要满足，磁芯中心柱
截面积S=0.09*√Po (cm ଶሻ或满足公
式
A
=
A ୣ
כA ୵ൌ
כଵల
ଶככ౩כౣכஔכౣכౙ
(cm ସ ) ；Ae 是磁芯截面积
（cm 2）,Aw 是磁芯窗口面积（cm 2）；f 的单位为Hz ，Bm 的单位为Gs ，取(1500)不大于3000Gs ，δ导线电流密度取:2～3A /mm ଶ ，K ୫窗口填充系数取0.2～0.4，Ｋc 磁芯填
充系数，对于铁氧体该值取1
做较大瓦数的 Power 。
检验占空比
9. 线径的计算
初级电流有效值I ୮୰୫ୱൌ୍౦
√
次级线径计算，次级电流峰值
I ୱ୮ൌ
ଶכ୍
ୈ
ౣ౮
I ୱ୰୫ୱൌ
୍౩౦√
辅助绕组线径计算：一般选同初级线径
导线截面积Ｓൌ
୍౨ౣ౩
ౚ
其中J ୢ自然
风冷时取1.5～4A/mm ଶ
密闭式强制风冷时J ୢ取3～6A/mm ଶ 导线直径D ൌ
2כටୗ
NS = 二次侧圈数 NP = 一次侧圈数 Vo = 输出电压
VD= 二极管顺向电压
Vin(min) = 滤波电容上的谷点电压 D = 工作周期(Duty cycle)
D ＝ଵ
ొ౩כ
ౣొ౦כሺశీሻ
ାଵ
D =0.45～0.5
10. 输出整流二极管选择依据： 输出整流二极管的反向电压
V ୖV ୭୳୲N ୱୣୡ
N ୮
כV ୧୬୫ୟ୶ 输出整流二极管工作电流I I ୟ୴
11. 确定输出滤波电容的最小值 C ୭ሺ୫୧୬ሻൌ
୍ሺౣ౮ሻכሺౣ౮ሻ౨౦౦ౢሺౚ౩౨ౚሻ
V ୰୧୮୮୪ୣሺୢୣୱ୧୰ୣୢሻ：纹波电压
12. 功率管的选择依据
MOSFET 的漏端电压值：
V
ୈ
ܸ
୧୬ሺ୫ୟ୶ሻ
౦౩ౙ
כሺV ୭V ୈሻൌ
V ϐ୪ୠ୩ I ୈൌI
V dsmax =V max +V R
相对于MOSFET 的漏端电压值，MOSFET 的耐压应该有足够的余量，同时还要考虑到漏感产生的电压尖峰的叠加。 13. 嵌位元件的设计
四种嵌位类型
1. 测量变压器的初级漏感 LL
2. 检查使用PI Expert 设计的电源的开关频率fs
3. 确定正确的初级电流IP ，方法如下：
（注释：以上所有值均在PI Expert 中提供）
如果您的设计采用功率限制设定，则 IP = ILIMITEXT
如果您的设计采用外部流限设定，则 IP = ILIMITEXT
对于所有其他设计，IP = ILIMITMAX 4. 确定初级 MOSFET 所允许的总电压，并根据以下公式计算 Vmaxclamp ：
确定 RCD 箝位的大小
1. 测量变压器的初级漏感 LL
2. 检查使用PI Expert 设计的电源的开关频率fs
3. 确定正确的初级电流IP ，方法如下： （注释：以上所有值均在PI Expert 中提供） a. 如果您的设计采用功率限制设定，则 IP = ILIMITEXT
如果您的设计采用外部流限设定，则 IP = ILIMITEXT
b. 对于所有其他设计，IP = ILIMITMAX 4. 确定初级 MOSFET 所允许的总电压，并根据以下公式计
算 Vmaxclamp ：
确定 RCD+Z 箝位的大小
1. 测量变压器的初级漏感 LL
2. 检查使用PI Expert 设计的电源的开关频率fs
3. 检查PI Expert 所预测的峰值初级电流IP
4. 确定初级 MOSFET 所允许的总电压，并根据以下公式计算 Vmaxclamp ：
（注释：建议至少应维持低于 MOSFET 的 BVDSS 50 V 的电压裕量，并另
外留出30 V 到 50 V 的电压裕度以满足瞬态电压要求。对于通用输入设计，
建议Vmaxclamp < 200 V 。Vmaxclamp 不应小于约 1.5*VOR 。）
确定 RCDZ 箝位的大小
1. 测量变压器的初级漏感 LL
2. 检查使用PI Expert 设计的电源的开关频率fs
3. 确定正确的初级电流IP ，方法如下：
（注释：所有值均在PI Expert 中提供。）
如果您的设计采用功率限制设定，则 IP = ILIMITEXT
如果您的设计采用外部流限设定，则 IP = ILIMITEXT
对于所有其他设计，IP = ILIMITMAX 4. 确定初级 MOSFET 所允许的总电压，并根据以下公式计算 Vmaxclamp ：
（
注释
：
建议至少应
维持低
于
MOSFET
温州第九中学的
BVDSS 50 V
的电压
裕量
，并另
外留出 30 V 到50 V 的电压 裕度以满足瞬态电压要求。对于通用输入设计，建议Vmaxclamp < 200 V 。Vmaxclamp 不应小于约 1.5*VOR 。） 5. 根据以下公式计算漏感中贮存的能量：
（注释：并非所有的漏感能量都会转
移到箝位。因此，在计算箝位所消耗的真实能量时，应使用以上公
式并将峰值初级电流IP 替代为仅流入箝位的电流IC 。由于 IC 难以计算或测
量，我们将根据已知的比例
因数调整 ELL ，从而估算出箝位中耗散的能量：Eclamp 。）
6. 根据以下公式估算箝位中的能量耗散 Eclamp ：
n0706
（注释：连续输出功率< 1.5 W 的电源
通常不要求使用箝位电路。） 7. TVS 击穿电压被指定为：Vmaxclamp
（注释：建议至少应维持低于 MOSFET 的
BVDSS 50 V 的电压裕量，并另外留出 30 V 到50 V 的电压 裕量以满足瞬态电压要求。对于通用输入设计，建议Vmaxclamp < 200 V 。Vmaxclamp 不应小于约 1.5*VOR 。） 5. 确定箝位电路的电压纹波 Vdelta （注释：建议典型值应为Vmaxclamp 的 10%。）
6. 根据以下公式计算箝位电路的最小电压：
7. 根据以下公式计算箝位电路的平均电
压 Vclamp ： 8. 根据以下公式计算漏感中贮存的能
量：
（注释：并非所有的漏感能量都会转移到箝位。因此，在计算箝位所耗散的真实能量时应使用以上公
式，同时将峰值初级电流IP 替代为仅流入
箝位的电流IC 。由于IC 难以计算或测量，我们将根据已知的 比例因数调整 ELL ，从而估算出箝位中耗散的能量：Eclamp ） 9. 根据以下公式估算箝位中的能量耗散 5. 确定箝位电路的电压纹波 Vdelta
（注释：建议典型值应为Vmaxclamp 的 10%。）
6. 根据以下公式计算箝位电路的最小电压：
7. 根据以下公式计算箝位电路的平均电压 Vclamp ：
8. 根据以下公式计算漏感中贮存的能量： （注释：并非所有的漏感能量都会转移到箝位。因此，在计算箝位所消耗的真实能量时，应使用以上公
式并将峰值初级电流IP 替代为仅流入箝位的
电流IC 。由于 IC 难以计算或测量，我们将根据已知的比例 因数调整 ELL ，从而估算出箝位中耗散的能量：Eclamp 。
9. 根据以下公式估算箝位中的能量耗散 Eclamp ： （注释：连续输出功率< 1.5 W 的电源通常不要求使用箝位电路。） 10. 根据以下公式计算箝位电阻值： （注释：建议至少应维持低于
MOSFET 的 BVDSS 50 V 的电压裕量，
并另外留出 30 V 到50 V 的电压 裕量满足瞬态电压要求。对于通用输入设计，建议 Vmaxclamp < 200
V 。Vmaxclamp 不应小于约1.5*VOR 。）
5. 确定箝位电路的电压纹波 Vdelta
（注释：建议典型值应为Vmaxclamp 的 10%。）
6. 根据以下公式计算箝位电路的最小电压：
7. 根据以下公式计算箝位电路的平均电压 Vclamp ：
8. 根据以下公式计算漏感中贮存
的能量： （注释：并非所有的漏感能量都会
转移到箝位。因此，在计算箝位所耗散的真实能量时应使用以上公式，同时将峰值初级电流IP 替代为仅流入箝位的电流IC 。由于IC 难以
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