利用計算機設計單片開關電源的方法與步驟
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利用計算機設計單片開關電源的方法與步驟
本文引用地址：http://www.104case.com/article/179532.htm下面對35個設計步驟作詳細的闡述。
[步驟1]確定開關電源的基本參數
（1）交流輸入電壓最小值：Umin，見表1。
（2）交流輸入電壓最大值：Umax，見表1。
表1根據交流輸入電壓范圍確定Umin、Umax值
| 交流輸入電壓U（V） | Umin(V) | Umax(V) |
|---|---|---|
| 固定輸入：100/115 | 85 | 132 |
| 通用輸入：85～265 | 85 | 265 |
| 固定輸入：230±15％ | 195 | 265 |
表2反饋電路的類型及UFB參數值
| 反饋電路類型 | UFB（V） | UO的準確度（％） | SV（％） | SI（％） |
|---|---|---|---|---|
| 基本反饋電路 | 5.7 | ±10 | ±1.5 | ±5 |
| 改進型基本反饋電路 | 27.7 | ±5 | ±1.5 | ±2.5 |
| 配穩壓管的光耦反饋電路 | 12 | ±5 | ±0.5 | ±1 |
| 配TL431的光耦反饋電路 | 12 | ±1 | ±0.2 | ±0.2 |
（4）開關頻率f：100kHz。
（5）輸出電壓UO（V）：已知。
（6）輸出功率PO（W）：已知。
（7）電源效率η：一般取80％，除非有更好的數
據可用。
（8）損耗因數Z：Z代表次級損耗與總功耗的比
值。典型值為0.5。
[步驟2]根據輸出要求，選擇反饋電路的類型以及反饋電壓UFB
詳見表2。可從4種反饋電路中選擇一種合適的電路，并確定反饋電壓UFB的值。
[步驟3]根據U、PO值來確定輸入濾波電容CIN、
直流輸入電壓最小值UImin
（1）令整流橋的響應時間tc=3ms。
（2）根據輸入電壓，從表3中查出CIN值。
（3）得到UImin的值。
表3確定CIN、UImin的值
| 交流輸入電壓U（V） | PO（W） | 比例系數（μF/W） | CIN(μF) | UImin(V) |
|---|---|---|---|---|
| 固定輸入：100/115 | 已知 | 2～3 | (2～3）×PO | ≥90 |
| 通用輸入：85～265 | 已知 | 2～3 | (2～3）×PO | ≥90 |
| 固定輸入：230±15％ | 已知 | 1 | 1×PO | ≥240 |
（1）根據輸入電壓，從表4中查出UOR、UB值。
（2）步驟25將用到UB值來選擇瞬變電壓抑制器（TVS）的型號。
（3）TOPSwitch關斷且次級電路處于導通狀態時，
次級電壓會感應到初級。感應電壓UOR與UI相疊加后，加至內部功率開關管（MOSFET）的漏極上。此時初級漏感釋放能量，并在漏極上產生尖峰電壓UL。由于上述不利情況同時出現，極易損壞芯片，因此需給初級增加鉗位保護電路。利用TVS器件來吸收尖峰電壓的瞬間能量，使上述三種電壓之和不超過漏－源擊穿電壓U（BR）DS值。
表4確定UOR、UB值
| U（V） | UOR(V) | UB(V) |
|---|---|---|
| 固定輸入：100/115 | 60 | 90 |
| 通用輸入：85～265 | 135 | 200 |
| 固定輸入：230±15％ | 135 | 200 |
[步驟5]根據UImin和UOR來確定最大占空比Dmax
Dmax的計算公式為：
Dmax=×100％（1）
（1）MOSFET的通態漏－源電壓UDS（ON）=10V。
（2）應在U=Umin時確定Dmax。
若將UOR=135V、UImin=90V、UDS(ON)=10V一并代入式（1），可計算出Dmax=64.3％，這與典型值67％非常接近。Dmax隨著U的升高而減小，例如當U=Umax=265V時，Dmax=34.6％。
[步驟6]確定初級脈動電流IR與初級峰值電流IP的比值KRP
定義比例系數
KRP=IR/IP(2)
（1）當U確定之后，KRP有一定的取值范圍。在110V／
115V或寬范圍電壓輸入時，可選KRP=0.4，當230V輸入時，取KRP=0.6。
（2）在整個迭代過程中，可適當增大KRP的值，但不得超過表5中規定的最大值。
表5確定KRP
| U（V） | KRP | |
|---|---|---|
| 最小值（連續模式） | 最大值（不連續模式） | |
| 固定輸入：100/115 | 0.4 | 1.0 |
| 通用輸入：85～265 | 0.4 | 1.0 |
| 固定輸入：230±15％ | 0.6 | 1.0 |
計算下列參數（電流單位均取A）：
（1）輸入電流的平均值IAVG
IAVG=（3）
（2）初級峰值電流IP
IP=（4）
（3）初級脈動電流IR〔可由式（2）求得〕
（4）初級有效值電流IRMS
IRMS=IP（5）
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