开关电源-如何入门

Ferrya

开关电源-如何入门

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在我们的设计电路中，不可缺少的部分就是电源了，以前做电路电源是用工频变压器降压然后整流，后来流行开关电源了，就直接买开关电源模块。
2 y$ d& Z' e! V# c" Q一直很好奇这开关电源模块，想把它直接画在自己设计的电路中。开始找一些开关电源书籍学习，下载网上各种资料、变压器设计软件等等。于是就慢慢了解了开关电源布板的注意点，对它的PCB设计有了一些了解。然后就抄别人的电路，变压器也让别人去抄，发现抄出来的电源能用，但是心里一直不放心，不知其原理。

8 V- i) ]# f; P0 x! I接着就是长时间的茫然，看各种经典书籍，但是就是觉得没入得了门，是懂非懂！后来做了一款简单的5V反激式开关电源，于是便想从此入手，针对反激式开关电源重点学习，仍然是茫茫然。很多书中有许多公式，但抓不住重点，就是一头雾水！变压器有各极匝数、匝比、各极电感量等参数，究竟先确定哪个，是如何确定的？后来终于偶然情况下，抓住了反激式开关电源的两个重要公式，才对它有了初步的了解。
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7 v2 t; I7 [8 B; \& {" F& A1、确定初级电感量Lp（有是资料是确定Ls，所以导致我混乱不清，其实原理一样）

反激式开关电源工作原理就是，MOSFET开时将能量储存在变压器初级电感中，MOSFET关时能量在释放到次级电路。那么每个周期的储存的能量就等于
& H$ r2 ~' s3 M" w, `+ c( VMOSFET开时储存能量，公式：1/2 *ΔI*ΔI*Lp

在这里我也郁闷了半天，关于反激式变压器的DCM模式和CCM模式，究竟选哪个，该怎么用！一头雾水！建议从DCM模式开始比较简单，DCM就是每个周期变
压器的能量都释放掉，就是电流不连续。DCM模式下：所以上面的公式ΔI就是初级最大电流Ip，Lp是初级电感量。公式为1/2 *Ip*Ip*Lp
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如果知道开关电源的输入功率，那么开关一个周期的能量我们也知道了，公式：Pin*T。Pin是输入功率，T是开关一个周期的时间。那么变压器每个
# D3 e5 n) t* ?1 A周期存储的能量，那么以上两个公式应该是相等的。所以Ip*Ip*Lp = 2*Pin*T。（公式1）

9 I+ M, e! [0 d8 ]还有一个公式我们很早就知道的电感的电压和电流之间的公式：U=L*di/dt，关于这个公式要搞清楚因果关系，不是因电流的变化量才有电感电压，而
是在电感两端加了一定的电压U，电感中的电流才会随时间的增加而增加（这个理解很重要）。如果这么理解的话，就很好搞懂MOSFET开时，变压器初级电
感的状态。

在MOSFET开，加在初级电感两端电压为Uin，如果MOSFET开的时间为Ton，则上面公式就等于Uin=Lp*Ip/Ton 也就是Lp*Ip=Uin*Ton（公式2）
公式1比公式2得 Ip=2*Pin*T/（Uin*Ton）
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  则Lp=（Uin*Ton）*（Uin*Ton）/（2*Pin*T)

上面两个公式中，我们需要保证在最低电压时，最大占空比情况下能够工作，则Uin为最小输入直流电压、Ton为最大占空比时开通时间。这两个值待
" n: p8 v- _  e以后水平提供，再进行公式计算，在85Vac~265Vac宽电压输入范围，经验值最小输入直流电压Vin=85V，占空比0.45到0.5，这样Lp就确定了！

% H  v  H& G, n, _: j* ]公式1和公式2是基础，要理解其本质！了解这本质就会明白一下参数的作用，比如实际生产时，Lp偏小会什么情况，根据公式1，输出功率不变的情况
下，则Ip偏大，则要考虑MOSFET的电流余量够不够？次级Is电流则增加更多(Is=N*Ip）,整流管电流余量够不够？温升行不行？当然它也给我一个设计大功
率的提示，电感量要变小，由于刚才的那些问题存在，电感量不能无限变小，所以就有了CCM模式

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学习了