小辈再次请求各位老前辈帮我改改反激开关电源设计这个作业谢谢！

各位前辈，前面有一帖已经求助了各位前辈帮我改改看看反激开关电源参数的计算了，期间出现了比如初级电感过大的问题，有前辈推荐了换DCM模式，现已经改成DCM模式了，还有由于AP算出来的值过小的问题，后通过功率与磁芯的经验表自己选择了EI25这个磁芯，现在重新计算了后再次发出来，麻烦各位前辈有时间再帮我看看，如有打扰请见谅，谢谢了！！

Input Voltage: 185~265Vac

Output: 5V/2A

EFF: 75%

其他要求暂无。

IC Data 通嘉科技LD7539

第一：确定绕组数（变压器绕组结构）

Flyback结构，共三个绕组，

一次侧：1）输入绕组 2）IC提供VCC辅助绕组

二次侧：3）输出绕组

第二：电源部分设计：

输出功率为5V 2A ，即Pout=Vout*Iout=10W

根据开关电源IC的DATASHEET( Vcc：8~26.5V），提供给芯片的电源电压Vcc=16V,

变换器最小直流整流电压为Vbulk_min=√2×185=262V。

预计输入功率Pin=Pout/η=10/0.75=13.3W。

平均输入电流Iin_avg=Pin/Vbulk_min=0.05A。

Cbulk的取值为Cbulk=Pout×3uF=13.3×3=39.9uF取47uF （该经验来自《精通开关电源设计》）

耐压为VACmax×√2=374,取400V即可。

根据开关电源IC的DATASHEET可知开关频率为Fsw=65KHz。

尽量使用较经济的耐压为600V的MOSFET作为开关管，留出15%的余量则为510V（该经验来源于<开关电源设计第三版.>）。

钳位电压：

Vclamp=0.85×BVdss - Vbulk_max=510V - √2×265=166V=135V。

一次侧的反射电压：

VOR= Vclamp/1.4=135V/1.4=96V (该经验来自《精通开关电源设计》)

尖锋漏感电压：

Vleak= Vclamp-VOR=135V-96V=39V

次初级匝数比（初次级匝比）

N=（Vout+Vd）/VOR= (5+1)/96=0.06。（N’=96/6=16）

最大导通时间：

Tonmax=((Vout+1 )×N’×0.8T)/(( Vbulk_min-1)+(Vout+1)×N)=(6×16×0.8×1/65000) / （262+6×16）=3.3us(该经验来自《开关电源设计第三版》) (DCM模式)

最大占空比：

DCmax= Tonmax / T=3.3us / 15.3us =0.22(DCM模式)

初级电感：

Lp=( Vbulk_min×Tonmax)的平方 /( 2.5×T×Pout)=(262×3.3us)的平方 / ( 2.5×15.3us×10)

=1.95mH(该经验来自《开关电源设计第三版》)

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tangcangeng

LV.2

2013-03-15 21:22

续上

初级峰值电流：

Ip=( Vbulk_min×Tonmax)/Lp=0.44A(该经验来自《开关电源设计第三版》) (DCM模式)

次级绕组的电流的峰值：

Isec_peak=Ip/N=0.44A/0.06=7.33A

初级电流有效值：

Iprim_rms=Ip×√（Tonmax/T）/√3=0.44×√(3.3us/15.3us) /√3=0.12A

(该经验来自《开关电源设计第三版》) (DCM模式)

Q1导电损耗应该是接近输出功率（Pout）的1%，因此

开关管的静态导通电阻:

RDS(on)≤Pout/(100×Iprim_RMS×Iprim_RMS)=10/(100×0.12×0.12)=7Ω

根据以上参数选择恰当的MOSFET：VDSMAX、Ipeak、ton、toff

VSSMAX=600V

Ipeak=0.44A

Tonmax=T*Dcmax=1/65000×0.31=3.3 uS (DCM)

Toff=1/f-Ton=12uS

RDS(on)≤Pout/(100×Iprim_RMS×Iprim_RMS)=10/(100×0.12×0.12)=7Ω

Rs的功耗

Ps=Iprim-RMS×Iprim-RMS×Rs=0.12×0.12×1.8=0.02592W

二极管D1的选择反向电压

Vreverse=Vbulk-max×N+Vout=374V×0.06+5V=28V

Isec_peak=7.33A

输出电容Cout的选择

Cout≥(Iout×Dcmax)/(Vout-ripple×Fsw)=2A×0.22/（5×2%×65000）=（这里取Vout,ripple为2%Vo）=68uF，取100uF 15V即可。

ESR≤Vout-ripple/Isec-peak=5×2%/7A=0.014Ω

RCD钳位-一阶叠代

Rclamp=2Vleak×Vclamp/(Lleak×Ipeak×Ipeak×Fsw) (Lleak为一次侧漏感)

Cclamp≥Vclamp/(Vripple×Rclamp×Fsw)=

（输入滤波电容的纹波电压Vripple一般取5%~10%Vclamp）

瞬态电压抑制器的功耗为Pclamp=Vclamp×Vclamp/Rclamp

根据初级电流有效值0.12A，查找AWG圆密耳数与线号表(假设电流密度为500圆密耳/A)可知

初级线圈的尺寸应该选择AWG32号线，AWG32对应的是0.274mm,选用0.29mm绕

（该表来自<开关电源设计与优化>）

次级电流有效值：

复位（次级电流为零）时间：Tr=0.8T-Tonmax=0.8×15.3us-3.3us=8.94us

(该经验来自《开关电源设计第三版》) (DCM模式)

Isec_rms= Ip×N’×√（Tr/T）/√3=0.44×16×√（8.94/ 15.3）/√3=3.1A

根据次级电流有效值3.1A，查找AWG圆密耳数与线号表(假设电流密度为500圆密耳/A)可知

次级线圈的尺寸应该选择AWG18号线，AWG18对应的是1.22mm，采用5根0.21mm并绕

（该表来自<开关电源设计与优化>）

磁芯的选择：

由于用AP法算得的值才0.076cm4，太小了，改用经验快速查表法：

该表如下：

故选用EI25作为磁芯，有前辈推荐用EI22，但是本人是初学者中的初学者，怕绕不下去，故选用EI25好绕点先试试看。

查得EI25的有效横截面积

Ae=41cm2

初级绕组匝数

Np=Lp×Ip/(Bmax×Ae)=1.95mH×0.44A/(0.25T×41mm2)=84匝

次级绕组匝数

Ns=Np×N(注意这里的N是次初级匝数比)=84×0.06=5匝

辅助绕组匝数

Naux=(VCC+1V)/(Vout+1)×Ns=(16+1)/(5+1)×5=14.1≈14匝

气隙长度：

lg=N×u0×Ip/Bmax-MPL/ur=

zzx11990

LV.3

2013-03-16 10:15

@tangcangeng

续上初级峰值电流：Ip=(Vbulk_min×Tonmax)/Lp=0.44A(该经验来自《开关电源设计第三版》)(DCM模式)次级绕组的电流的峰值：Isec_peak=Ip/N=0.44A/0.06=7.33A初级电流有效值：Iprim_rms=Ip×√（Tonmax/T）/√3=0.44×√(3.3us/15.3us)/√3=0.12A(该经验来自《开关电源设计第三版》)(DCM模式)Q1导电损耗应该是接近输出功率（Pout）的1%，因此开关管的静态导通电阻:RDS(on)≤Pout/(100×Iprim_RMS×Iprim_RMS)=10/(100×0.12×0.12)=7Ω根据以上参数选择恰当的MOSFET：VDSMAX、Ipeak、ton、toffVSSMAX=600VIpeak=0.44ATonmax=T*Dcmax=1/65000×0.31=3.3uS(DCM) Toff=1/f-Ton=12uSRDS(on)≤Pout/(100×Iprim_RMS×Iprim_RMS)=10/(100×0.12×0.12)=7ΩRs的功耗Ps=Iprim-RMS×Iprim-RMS×Rs=0.12×0.12×1.8=0.02592W二极管D1的选择反向电压Vreverse=Vbulk-max×N+Vout=374V×0.06+5V=28VIsec_peak=7.33A输出电容Cout的选择Cout≥(Iout×Dcmax)/(Vout-ripple×Fsw)=2A×0.22/（5×2%×65000）=（这里取Vout,ripple为2%Vo）=68uF，取100uF15V即可。ESR≤Vout-ripple/Isec-peak=5×2%/7A=0.014ΩRCD钳位-一阶叠代Rclamp=2Vleak×Vclamp/(Lleak×Ipeak×Ipeak×Fsw) (Lleak为一次侧漏感)Cclamp≥Vclamp/(Vripple×Rclamp×Fsw)=（输入滤波电容的纹波电压Vripple一般取5%~10%Vclamp）瞬态电压抑制器的功耗为Pclamp=Vclamp×Vclamp/Rclamp 根据初级电流有效值0.12A，查找AWG圆密耳数与线号表(假设电流密度为500圆密耳/A)可知初级线圈的尺寸应该选择AWG32号线，AWG32对应的是0.274mm,选用0.29mm绕（该表来自）次级电流有效值：复位（次级电流为零）时间：Tr=0.8T-Tonmax=0.8×15.3us-3.3us=8.94us(该经验来自《开关电源设计第三版》)(DCM模式)Isec_rms=Ip×N’×√（Tr/T）/√3=0.44×16×√（8.94/15.3）/√3=3.1A根据次级电流有效值3.1A，查找AWG圆密耳数与线号表(假设电流密度为500圆密耳/A)可知次级线圈的尺寸应该选择AWG18号线，AWG18对应的是1.22mm，采用5根0.21mm并绕（该表来自）磁芯的选择：由于用AP法算得的值才0.076cm4，太小了，改用经验快速查表法：该表如下：故选用EI25作为磁芯，有前辈推荐用EI22，但是本人是初学者中的初学者，怕绕不下去，故选用EI25好绕点先试试看。查得EI25的有效横截面积Ae=41cm2初级绕组匝数Np=Lp×Ip/(Bmax×Ae)=1.95mH×0.44A/(0.25T×41mm2)=84匝次级绕组匝数Ns=Np×N(注意这里的N是次初级匝数比)=84×0.06=5匝辅助绕组匝数Naux=(VCC+1V)/(Vout+1)×Ns=(16+1)/(5+1)×5=14.1≈14匝气隙长度：lg=N×u0×Ip/Bmax-MPL/ur=

还有我仔细看了你的帖子的内容，有几个问题不是很明白：

MOSFET为什么要留0.15的余量呢？它的击穿电压高点不是更好吗？

什么是钳位电压呢？那个公式是固定的麽？BVdss是指什么呢？

谢谢！

新月GG

2013-03-16 10:37

@zzx11990

你好，我也是刚学开关电源的，现在做毕业设计遇到几个问题想问问你。我做的是正激式的单管开关电源，输出12V3A。用的开关管是8N60.现在遇到一个比较大的问题是那个为控制芯片提供取样电流的电阻值是多少我不懂算，查了UC3845的PDF文档后好像是Ipk等于1V除以Rs,但是那个Ipk怎么算呢？这我查了很久没找着，不知道您懂不？能否教教小弟。还有我仔细看了你的帖子的内容，有几个问题不是很明白：MOSFET为什么要留0.15的余量呢？它的击穿电压高点不是更好吗？什么是钳位电压呢？那个公式是固定的麽？BVdss是指什么呢？谢谢！

因为MOSFET的DS端电压需要降额使用，所以要考虑0.15的裕量。

所选MOSFET击穿电压是600V，如果选用800V的，成本会上升。

钳位电压是指把MOSFET的DS端电压控制在一定范围内，从而使MOSFET的DS端电压不超过600V*0.85=510V。其实这个可以理解为输出电压的反射电压96V与MOSFET的尖峰电压39V之和，即135V。这个公式是经验公式。

BVdss即指MOSFET的击穿电压600V。

新月GG

2013-03-16 10:42

计算结果没问题。

tangcangeng

LV.2

2013-03-16 10:46

@新月GG

计算结果没问题。

谢谢您前辈我也是初学者而且因为能力有限打算从反激开关电源入门开关电源的设计以后请多多指教谢谢了！！

tangcangeng

LV.2

2013-03-16 10:48

@新月GG

计算结果没问题。

你好线的选择啊初次级峰值电流以及有效值电流这样子计算都是正确的吗？那个匝数计算也是正确的吗？最后问下根据电流有效值选择的线径尺寸也是正确的吗？我还是很怀疑我的设计与计算呵呵

zzx11990

LV.3

2013-03-16 11:06

@新月GG

计算结果没问题。

我的第一个问题你会不会呢？我真的很想知道咯

新月GG

2013-03-16 11:10

@tangcangeng

初次级峰值、有效值电流计算都正确。匝数计算也正确。线径可以这么算，也可以有其它的计算方法，比如根据损耗最小计算，比如根据频率算线径再根据电流有效值多股并联，各有优缺点。

新月GG

2013-03-16 11:13

@zzx11990

我的第一个问题你会不会呢？我真的很想知道咯

反激电路DCM模式，根据1区的等效原理图，L*Ipk/(d*Ts)=Ug，即可计算Ipk。

其中L为变压器原边激磁电感量，Ipk为原边电感电流峰值，d为占空比，Ts为开关周期。

正激电路可按照相同原理推导。

Matres

LV.3

2013-03-16 11:38

@新月GG

计算结果没问题。

请问钳位电压计算那里 0.85*BVdss不就是0.85x600=510V，怎么是540V是不是写错了？

新月GG

2013-03-16 11:42

@Matres

请问钳位电压计算那里0.85*BVdss不就是0.85x600=510V，怎么是540V是不是写错了？

嗯，应该是笔误。

Matres

LV.3

2013-03-16 11:57

@tangcangeng

谢谢您前辈我也是初学者而且因为能力有限打算从反激开关电源入门开关电源的设计以后请多多指教谢谢了！！

LZ我想问问你是不是后面加了DCM模式的计算公式，对于CCM模式来说不适用，或者说公式不同？

tangcangeng

LV.2

2013-03-16 13:03

@Matres

请问钳位电压计算那里0.85*BVdss不就是0.85x600=510V，怎么是540V是不是写错了？

你好多谢提醒是笔误已经改过来了

tangcangeng

LV.2

2013-03-16 13:08

@新月GG

恩谢谢前辈以后请多多指教多多交流互相帮助

tangcangeng

LV.2

2013-03-16 13:11

@zzx11990

我的第一个问题你会不会呢？我真的很想知道咯

你好实在不好意思我也是初学者只是想从反激变压器入门开关电源设计其他的拓扑我都不懂的新月GG前辈已经帮您作答了谢谢这位前辈的热心帮助！

tangcangeng

LV.2

2013-03-16 13:15

@新月GG

因为MOSFET的DS端电压需要降额使用，所以要考虑0.15的裕量。所选MOSFET击穿电压是600V，如果选用800V的，成本会上升。钳位电压是指把MOSFET的DS端电压控制在一定范围内，从而使MOSFET的DS端电压不超过600V*0.85=510V。其实这个可以理解为输出电压的反射电压96V与MOSFET的尖峰电压39V之和，即135V。这个公式是经验公式。BVdss即指MOSFET的击穿电压600V。

最后一条公式里头的ur是磁芯磁导率请问这个怎么能够让我知道其他的诸如次初级匝数比N(0.06),磁通密度最大变化量Bmax(0.25T) MPL(或者称有效磁路长度)（47mm）都知道了就差这个ur了~~这个ur不知道气隙就不知道怎么求也不知道怎么磨了~~