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1、技术要求：输入电压 Vin：90-253Vac输出电压 Vo：输出电流 Io：6A输出功率 Po：166W效率：输入功率 Pin：195W一、输入滤波电容计算过程：上图为整流后滤波电容上电压波形，在最低输入电压下，如果我们想在滤波电容上得到的电压 Vdc 为 115V，则从上图可以得到:Vpk=90*=127V Vmin=Vdc-(Vpk-Vdc)=103V将电源模块等效为一个电阻负载的话，相当于在 T3 时间内电容对恒定功率负载进行放电，电容电压降低（Vpk-Vmin）V。Idc*T3=C*V其中：Idc=Vdc=0.85115=1.7AV=Vpk-Vmin=127-103=24V关键部分在
2、 T3 的计算，T3=t1+t2，t1 为半个波头，时间比较好算，对于50Hz 的交流来说，t1=5mS，然后就是计算 t2,其实 t2 也很好计算，我们知道交流输入电压的公式为Vx=Vpksinx，根据已知条件，Vx=103V，Vpk=127V，可以得到x=54 度，所以t2=54*10ms/180=3mS，T3=t1+t2=8mS。C=*8/24=570uF二、变压器的设计过程变压器的设计分别按照 DCM、CCM、QR 两种方式进行计算，其实 QR 也是 DCM 的一种，不同的地方在于 QR 的工作频率是随着输入电压输出功率的变化而变化的。对于变压器磁芯的选择，比较常用的方法就是AP 法，
3、但经过多次具体设计及根据公司常用型号结合，一般可以直接选择磁芯，象这个功率等级的反激，选择 PQ3535 的磁芯即可。磁芯的参数如下：AE=190mm2,AL=4300nH，Bmax1）DCM 变压器设计过程：开关频率选择 80K，最大占空比选择，全范围DCM，则在最低输入电压 Vdc 下，占空比最大，电路工作在 BCM 状态，根据伏秒平衡，可以得到以下公式，Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax)，从而计算反射电压为 Vor=95V匝比 n=Vor/(Vo+Vf)=Vf为整流二极管压降计算初级匝数Np=VinminDmaxBAeFPo166=1030.480.1519010680103=2
4、2计算副边匝数 Ns=Np/n=，选择 7 匝，则原边匝数调整为 Np=*7=23 匝计算辅助绕组匝数，输出电压变化范围按照设计，要求在 20V 输出下辅助绕组能正常供电，所以，辅助绕组选择4 匝。初级电感量 Po=0.5L*I*I*F/I=Vinmin*Dmax/(L*F)=0.5 L (P0VinminDmax2LF)F，将各个参数代入，得到 L 值 L=78uHIpkL初级电流峰值：LVdcDmax1150.48 8.9ALF7810680103初级电流有效值：IRMS IpkLDmax 3.6A31 Dmax12.3A3次级电流有效值：Irms Ipk nL根据电流有效值，可以选择变压
5、器线径，根据匝数绕电感后，调整气息使电感量满足要求，即可得到合适的变压器。以下黄色字体部分，是根据 batteryli 提到，对于 DCM，变压器的B 值可以适当选的大一些，从而降低匝数减小漏感，可以减小尖峰。因此按照B=设计的变压器。开关频率选择 80K，最大占空比选择，全范围DCM，则在最低输入电压 Vdc 下，占空比最大，电路工作在 BCM 状态，根据伏秒平衡，可以得到以下公式，Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax)，从而计算反射电压为 Vor=95V匝比 n=Vor/(Vo+Vf)=Vf为整流二极管压降计算初级匝数Np=VinminDmaxBAeF=1030.480.2190106
6、80103=16计算副边匝数 Ns=Np/n=，选择 5 匝，则原边匝数调整为 Np=*5=17 匝计算辅助绕组匝数，输出电压变化范围按照设计，要求在 20V 输出下辅助绕组能正常供电，所以，辅助绕组选择3 匝。初级电感量 Po=0.5L*I*I*F/I=Vinmin*Dmax/(L*F)=0.5 L (P0VinminDmax2LF)F，将各个参数代入，得到 L 值 L=78uHIpkL初级电流峰值：LVdcDmax1150.48 8.9ALF7810680103初级电流有效值：IRMS IpkLDmax 3.6A31 Dmax12.3A3次级电流有效值：Irms Ipk nL根据电流有效值
7、，可以选择变压器线径，根据匝数绕电感后，调整气息使电感量满足要求，即可得到合适的变压器。2）CCM 变压器设计过程：CCM 变压器的设计，必须首先确定一个负载点，在该状态下，变压器工作在 BCM 状态下，如果负载继续增加则进入 CCM，如果负载减小，则进入 DCM，一般情况下，我会选择最低输入电压下额定负载的 70%为 BCM 状态。70%负载情况下，输出功率为=*6*=116W，因此峰值电流为IPK0.72P0.72116 4.94A，VdcDmax115*0.48*0.85从这个时刻，如果继续增加负载电流，变压器进入CCM 状态，占空比不变，所以，峰峰值电流也就是这个值，因此I=4.94A
8、满载情况下，输入平均电流设峰值电流为 IPK则 (IPK+D/2=Iin IPK=6A根据I 占 Ipk 的比例，确定Bmax，Bmax/Bmax=I/Ipk 得到Bmax=*6=，选择B 为，计算变压器原边匝数Np=VinminDmaxBAeF=1030.480.1819010680103=18根据伏秒平衡，可以得到以下公式，Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax)，从而计算反射电压为 Vor=95V匝比 n=Vor/(Vo+Vf)=Vf为整流二极管压降副边匝数 Ns=18/=,选择 6 匝，原边匝数调整为 Np=*6=20计算辅助绕组匝数，输出电压变化范围按照设计，要求在 20V 输出下
9、辅助绕组能正常供电，所以，辅助绕组选择4 匝。根据I=Vdc*Dmax/Lp*F，可以得到变压器原边电感值3）QR 模式变压器的设计过程最低输入电压 103V，最大占空比 Dmax 选择，在最低输入电压情况下，变压器工作在临界模式，则根据伏秒平衡 Vdc*Dmax=Vor*(1-Dmax)，Vor=Vdc*Dmax/(1-Dmax)=103*（）=95V匝比 n=Vor/(Vo+Vf)=95/+1)=采用 0B2203，如果全范围内都工作在QR 状态下，则在同一负载条件下，工作频率只跟随输入电压变化，频率变化比如下：FsHFsLn(Vo Vf)1LVdcn(Vo Vf)1VdcH，2将 Vo=
10、、Vf=1V、VdcL=115V、n=、VdcH=360V 代入，可以得到 FsH=,如果将低压满载工作频率设置在 50k，则高压满载工作频率则工作在*50=k。变压器工作在 QR 模式时，MOS 管开通时，变压器原边储存能量，在 MOS 关关闭时刻完全传递到副边，每个周期变压器原边储存的能量为变压器传递到副边的总能量等于每个周期传递的能量与频率的乘积，所以原边峰值电流可以通过下式得到将Po=166W、=、Vdc=115V、Dmax=、F=50K 带入上式 可以得 到变 压器 原边电 感L=156uH在最低输入电压情况下，初级峰值电流最大，初级电流峰值最大值初级电流波形为三角波，所以有效值为次
11、级电流有效值则初级绕组匝数LpIpkL1561066.34Np 26匝AeBm1901060.20次级绕组匝数 Ns=26/=8 匝，选择 8 匝，则原边调整为 27 匝由于负载为两串铅酸蓄电池，最低充电电压按照20V 计算，辅助绕组选择 4 匝。MOS 管的选择初级峰值电流,按照倍余量选择，MOS 管电流选择*=输入电压最高值 360V，反射电压95V，考虑尖峰电压100V，MOS 管耐压按照的余量选择，则 MOS 管耐压应不低于库存 MOS 管中，满足电压电流条件的型号为FQA13N80，所以选择该型号 MOS 管。输出二极管的选择变压器变比 27:8，当输入电压最高时，折算到副边的电压为 360*8/27=107V因此二极管承受的反向电压为107+=135V，考虑尖峰电压 50V，二极管耐压按照的容量选择，则 V=（135+50）/=218V副边峰值电流为*27/8=21A库存最接近的二极管是 STTH3003,耐压 300V，两个 15A 二极管并联。