【原创】单端反激式开关电源设计的matlab实现

%设计开始

%输入交流最小值(V) 

Uacmin = 85;

fprintf('输入交流最小值：%dV\n',Uacmin)

%输入交流最大值(V)

Uacmax = 265;

fprintf('输入交流最大值：%dV\n',Uacmax)

%线电压频率(HZ)

Fline = 50;

fprintf('输入线电压频率：%dHZ\n',Fline)

%输出电压(V)

Uo = [5 15];

%输出整流管正向导通压降(V)

Uf = [0.4];

%输出电流(A)

Io = [0.8 0.5];

for i = 1:length(Uo);

    fprintf('输出电压%d为%2.1fV，输出电流为%3.2fA\n',i,Uo(i),Io(i))

end

%输出功率(w)

Po = (Uo+Uf)*Io';

fprintf('输出功率：%3.1fW\n',Po)

%效率

eta = 0.8;

fprintf('效率：%d%%\n',round(eta*100))

%整流桥导通时间(s)

Tc = 32e-4;

%整流滤波电容(uF) ///////////////////////////////////////

Cin = 33;

fprintf('滤波电容：%duF\n',Cin)

%输入最小直流电压(V)  

Udcmin = sqrt(2*(Uacmin^2)-(2*Po*(1/(2*Fline) - Tc))/(eta*Cin*10^(-6)));

fprintf('输入直流最小值：%dV\n',round(Udcmin))

%输入最大直流电压(V)

Udcmax = sqrt(2)*Uacmax;

fprintf('输入直流最大值：%dV\n',round(Udcmax))

%最大占空比

Dmax = 0.45;

fprintf('设定最大占空比：%d%%\n',round(Dmax*100))  

%开关管饱和导通压降(V)

Uds = 10;

%反激电压(V)

Uor = (Udcmin - Uds)*Dmax/(1-Dmax);

fprintf('反激电压：%4.1fV\n',Uor);

%开关管最小耐压(V)

Umos_min= Udcmax+1.4*1.5*Uor+20;

fprintf('开关管最小耐压：%5.2fV\n',Umos_min)

%设定工作模式(CCM/DCM)

Krp = 1;

if(Krp >= 1)

fprintf('工作模式为DCM\n');

else

fprintf('工作模式为CCM\n');

end

%开关频率(KHZ)

f = 60;

%选定磁芯EI22(mm^2)

Ae = 42;

%初级绕组平均电流(A)

Iavg = Po/(eta*Udcmin);

fprintf('初级绕组平均电流：%5.3fA\n',Iavg)

%初级绕组峰值电流(A)

Ipkp= Iavg*(2/((2-Krp)*Dmax));

fprintf('初级绕组峰值电流：%5.3fA\n',Ipkp)

%确定开关管的最大电流(A)

Imos_pk = 1.5*Ipkp;

fprintf('开关管能承受的最小电流：%5.3fA\n',Imos_pk)

%初级绕组有效值电流(A)

Irmsp = Ipkp*sqrt(Dmax*((Krp^2)/3-Krp+1));

fprintf('初级绕组有效值电流：%5.3fA\n',Irmsp)

%确定初级电感量Lp(mH)

Lp = Udcmin*Dmax/(f*Ipkp*Krp);

fprintf('初级绕组电感量：%3.2fmH\n',Lp);

%最大磁通密度(T) (0.2~0.3)

Bm = 0.22;

%原边匝数(Turn)

Np = 1000*Lp*Ipkp/(Ae*Bm);

fprintf('原边匝数：%d匝\n',round(Np));

Ns = Np*(Uo+Uf)/Uor;

for i = 1:length(Uo)

    fprintf('第%d路输出副边绕组匝数：%d匝\n',i,round(Ns(i)));

end

%偏置电压(V) (与具体芯片有关)

Ub = 15;

%偏置绕组输出整流二极管正向导通压降(V)

Ud = 0.7;

%偏置绕组匝数(Turn)

Nb = Np*(Ub+Ud)/Uor;

fprintf('偏置绕组匝数：%d匝\n',round(Nb));

%开气隙前Al (nH/Turn^2) (与磁芯型号有关)

Al = 2400;

fprintf('开气隙前电感系数：%3.2fnH/Turn^2\n',Al);

Alg = 10^6*Lp/(Np^2);

fprintf('开气隙后电感系数：%3.2fnH/Turn^2\n',Alg);

%气隙长度Lg(mm)

Lg = 0.4*pi*Ae*(1/Alg-1/Al);

fprintf('气隙长度：%3.2fmm\n',Lg);

%集肤效应穿透深度(mm)

d = 66.1/sqrt(f*10^3);

fprintf('集肤效应穿透深度：%3.2fmm\n',d );

%电流密度(A/mm^2)

J = 5;

%原边导线线径(mm)

for i = 1:6;%最多6股并绕

    Dp = 1.13*sqrt(Irmsp/(i*J));

    if Dp <= 2*d

       break;

    end

end

if i > 1

    fprintf('原边导线线径：%3.2fmm，%d股并绕\n',Dp,i);

else

    fprintf('原边导线线径：%3.2fmm，单股\n',Dp);

end

%副边电流峰值(A)

Ipks = Ipkp*((Uo+Uf).*Io/Po)*Np./Ns;

for i = 1:length(Uo)

    fprintf('第%d路输出副边电流峰值：%3.2fA\n',i,Ipks(i));

end

%副边电流有效值(A)

Irmss = Ipks*sqrt((1-Dmax)*((Krp^2)/3-Krp+1));

for i = 1:length(Uo)

    fprintf('第%d路输出副边电流有效值：%3.2fA\n',i,Irmss(i));

end

for i = 1:length(Uo)

    for j = 1:6%最多6股并绕

        Ds(i) = 1.13*sqrt(Irmss(i)/(j*J));

       if Ds(i) <= 2*d

           if j > 1

              fprintf('第%d路输出副边导线线径：%3.2fmm，%d股并绕\n',i,Ds(i),j);

           else

              fprintf('第%d路输出副边导线线径：%3.2fmm，单股\n',i,Ds(i));

           end

       break;

       end

    end

end

%输出滤波电容上的纹波电流(A)

Irs = sqrt(Irmss.^2-Io.^2);

for i = 1:length(Uo)

    fprintf('第%d路输出滤波电容纹波电流：%3.2fA\n',i,Irs(i));

end

%输出整流管最低耐压(V)

Ubrs = 1.25*(Uo + Udcmax*Ns/Np);%取1.25倍余量

for i = 1:length(Uo)

    fprintf('第%d路输出整流管最低耐压：%3.2fV\n',i,Ubrs(i));

end

%偏置绕组整流管最低耐压(V)

Ubrb = 1.25*(Ub + Udcmax*Nb/Np);%取1.25倍余量

fprintf('偏置绕组整流管最低耐压：%3.2fV\n',Ubrb);

%输入整流桥最低耐压(V)

Ubr = 1.25*Uacmax;%取1.25倍余量

fprintf('输入整流桥最低耐压：%3.2fV\n',Ubr);

%开关电源功率因数cosPhi

cosPhi = 0.6;

fprintf('开关电源功率因数设为：%3.2f\n',cosPhi );

%输入整流桥最小有效值电流(A)

Ibr = 2*Po/(eta*Uacmin*cosPhi);%取2倍余量

fprintf('输入整流桥最小额定电流：%3.2fA\n',Ibr);

%设计结束