【正文】 BAV21200Philips公司UF4003200GI公司 反饋濾波電容的選擇。通過查手冊我們確定選取COUT=1000μF/35V。r0 （）計算出URI=。它表示在電容器的等效電路中，與之相串聯(lián)的代表電容器損耗的等效電阻，簡稱串聯(lián)損耗電阻，則可計算出功率損耗P=。由表9可選出合適的二極管：表9 Motorola公司部分型號的超快恢復(fù)二極管數(shù)據(jù)表二極管類型產(chǎn)品型號URM/VId/ATIr/ns廠家輸出整流管MUR4101004MotorolaMUR4202004MUR8101008MUR8202008MUR16101001635由表9我們選出MUR820型超快恢復(fù)二極管，其URM=200V﹥，Id=8A﹥，TIr=30ns﹥10ns，電源效率會稍微下降。當(dāng)UO≥30V時，須用耐壓100V以上的超快恢復(fù)二極管來代替肖特基二極管，此時電源效率略有下降。將IOM=（）中得到Id≥。由式（）可計算出U(BR)S=。所 選肖特基管必須滿足條件URM≥2U（BR）S （）Id≥3IOM （）式（）中次級整流管的最大反向峰值電壓2U（BR）S由式（）決定： （）單片開關(guān)電源的輸出電壓Uo=24V，最大連續(xù)輸出電流IOM=，最大輸出功率POM=50W。35200P6KE200（200V/5W）BYV26C對于TVS和阻塞二極管，還可以選取其它型號的管子，如表7和表8所示：表7 單片開關(guān)電源常用TVS的型號型號Un/VP/Wt/nsP6KE919151P6KE15015051P6KE2002005(600*)1BZY97C1201201BZY97C2002001BZT03C1201201表8 阻塞二極管選取原則單片開關(guān)電源集成電路阻塞二極管的反向耐壓超快恢復(fù)二極管型號示例TOP100系列400UF4004BYV26BMUR140TOP200系列600UF4005BYV26CMUR160TOPSwitchII系列600UF4005BYV26CMUR160 輸出整流管的選取開關(guān)電源的輸出整流管宜采用肖特基二極管，這有利于提高電源效率。(3) 關(guān)于鉗位二極管和阻塞二極管的選取對于像TOPSwitchII這樣的中低功率類型單片開關(guān)電源，可選UB=180V的瞬態(tài)電壓抑制器。對管內(nèi)部包含兩只快恢復(fù)或超快恢復(fù)二極管，根據(jù)兩只二極管接法的不同，又有共陰對管、共陽對管之分。20A以下的快恢復(fù)二極管及超快恢復(fù)二極管大多采用TO220封裝?？旎謴?fù)二極管的反向恢復(fù)時間一般為幾百ns，～，正向電流是幾A至幾 kA，反向峰值電壓可達幾百V至幾kV。 反向恢復(fù)電流的波形快恢復(fù)二極管的結(jié)構(gòu)特點 快恢復(fù)二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通二極管不同，它是在P型、N型硅材料中增加了基區(qū)I，構(gòu)成P－I－N硅片。從t2到t3的反向恢復(fù)過程與電容器放電過程有相似之處。然后整流管上流過反向電流iR，并且iR逐漸增大；在 t=t2時刻達到最大反向電流IRM。當(dāng)t≤t0時，iF=IF。它是衡量高頻整流及續(xù)流器件性能的重要技術(shù)指標(biāo)。其性能要優(yōu)于壓敏電阻器（VSR），且參數(shù)的一致性好。鉗位時間定義為從零伏達到反向擊穿電壓最小值所需要的時間。PP值通常是在脈寬1ms、脈沖上升沿為10μs、D=％的條件下測出的，使用時不得超過此值。當(dāng)D↓時PP↑，反之亦然。因IP、IT、IR分別屬于A、 mA、μA這三個數(shù)量級，故IPIT IR。有關(guān)系式UCUBUR。 IR是最大反向漏電流。UR為導(dǎo)通前加在 器件上的最大額定電壓。TVS的符號與穩(wěn)壓管相同 ，（b），（c）所示。常見的封裝形式有DO－4A27K、A37K，它們在75 ℃以下的額定脈沖功率分別為2W、5W、15W，在25 ℃、1/120s條件下可承受的浪涌電流分別可達 50A、80A、200A。還可用來保護單片開關(guān)電源集成電路、MOS 功率器件以及其他對電壓敏感的半導(dǎo)體器件[10]。磁芯無氣隙時的相對磁導(dǎo)率與磁芯不留間隙時的等效電感AL、有效磁路長度l、磁芯有效橫截面積SJ之間，存在下述關(guān)系式 （）將AL=，l=，SJ= cm2，代入式（）得到= 單片開關(guān)電源中電子元器件的選擇 選擇鉗位二極管和阻塞二極管(1) 瞬態(tài)電壓抑制器的工作原理瞬態(tài)電壓抑制器亦稱瞬變電壓抑制二極管，其英文縮寫為TVS ( Transient voltage Suppressor)，是一種新型過壓保護器件。次級繞組線圈最小橫截面積67公制φmm次級繞組導(dǎo)線規(guī)格68DSmmm次級繞組導(dǎo)線最小直徑（裸線）69DSMmm次級繞組導(dǎo)線最大直徑（帶絕緣層）70NSSmm次級繞組絕緣層最大厚度7172電壓極限參數(shù)73UDmax573V最高漏極電壓估算值（包括漏感的作用）74U（BR）SV次級繞組整流管最高反向峰值電壓75U（BR）FBV反饋電路整流管的最高反向峰值電壓(24) 部分參數(shù)的補充對于表5中交流磁通密度有兩個計算公式： （） （）式中最大磁通密度BM=，KRP=，代入式（）算出BAC=。電流密度J=4~10A/mm178。表5：設(shè)計24V、50W開關(guān)電源的電子數(shù)據(jù)表格ABCDEF1輸入中間過程輸出單位參數(shù)說明2參數(shù)數(shù)據(jù)保留數(shù)據(jù)計算結(jié)果24V、50W開關(guān)電源3umin85V交流輸入電壓最小值4umax265V交流輸入電壓最大值5fL50Hz電網(wǎng)頻率6f100kHz開關(guān)頻率7Uo24V直流輸出電壓8Po50W輸出功率9η85%電源效率10Z損耗分配系數(shù)11UFB12V反饋電壓12tc3ms整流橋?qū)〞r間13CINμF輸入濾波電容1415輸入TOPSWitchII的變量16UOR135V初級繞組感應(yīng)電壓17UDS（ON）10VTOPSWitchII的漏源導(dǎo)通電壓18UF1V次級繞組肖特基整流管正向壓降19UF2V反饋電路中高速開關(guān)整流管正向壓降20KRP%初級繞組脈動電流IR與峰值電流IP比例系數(shù)2122輸入高頻變壓器的結(jié)構(gòu)參數(shù)23EE30鐵氧體磁芯型號24SJcm2磁芯有效橫截面積25lcm有效磁路長度26ALμH/匝磁芯不留間隙時的等效電感27bmm骨架寬度28M3mm安全邊距（安全邊界寬度）29d2層初級繞組匝數(shù)30Ns15匝次級繞組匝數(shù)3132直流輸入電壓參數(shù)33UImin90V直流輸入電壓最小值34UImax375V直流輸入電壓最大值3536初級繞組電流波形參數(shù)37Dmax%最大占空比（對應(yīng)于umin時）38IAVGA輸入電流平均值39IPA初級繞組峰值電流40IRA初級繞組脈動電流41IRMSA初級繞組有效電流值4243變壓器初級繞組設(shè)計參數(shù)44LPμH初級繞組電感量45NP83匝初級繞組匝數(shù)46NF8匝反饋繞組匝數(shù)47ALGμH/匝磁芯留間隙后的等效電感48BMT最大磁通密度（BM=~）49BACT磁芯損耗交流磁通密度（峰峰值）50μr1976磁芯無氣隙時的相對磁導(dǎo)率51δmm磁芯的氣隙寬度（δ≥）52αmm有效骨架寬度53DPMmm初級繞組導(dǎo)線的最大外徑（帶絕緣層）54emm估計的絕緣層總厚度(厚度2)55DPmmm初級繞組導(dǎo)線的裸線直徑56公制φmm初級繞組導(dǎo)線規(guī)格57SPmm178。選用導(dǎo)線直徑DSm≥≤。此外，用雙線并繞方式還能減小次級導(dǎo)線的電阻值，降低功率損耗。需要指出，當(dāng)DSm﹥。由此得到公式 （）將ISP=，Dmax=%，KRP=（）中求得，ISRMS=。(19) 計算次級峰值電流ISP次級峰值電流取決于初級峰值電流IP和初、次級的匝數(shù)比n，有公式 （）已知IP=，Np=83，Ns=15，不難算出n=，代入式（）得到ISP=(20) 計算次級有效值電流ISRMS次級紋波電流與峰值電流的比例系數(shù)KRP與初級完全相同，區(qū)別僅是對次級而言，KRP反映的是次級電流在占空比為（1Dmax）時的比例系數(shù)[5]。氣隙δ應(yīng)加在磁芯的磁路中心處，要求δ≥。Np=83匝，Lp= μH，磁芯不留間隙時的等效電感AL=178。(17) 磁芯的氣隙寬度式（）中，δ的單位是mm。(16) 計算磁芯中的最大磁通密度BM （）將IP=，Lp= μH，Np=83匝，磁芯有效橫截面積SJ=178。查表可知，完全可滿足要求。若J﹥10 A/mm2，應(yīng)選用較粗的導(dǎo)線并配以較大尺寸的磁芯和骨架，使J﹤10 A/mm2。 (15) 驗證初級導(dǎo)線的電流密度J是否滿足初級有效值電流IRMS=。(14) 根據(jù)初級層數(shù)d、骨架寬度b和安全邊距M，用下式計算有效骨架寬度bE=d（b2M） ()暫且將d設(shè)為2，M取為3mm，b=，將其帶入式（）求得，bE=再利用下式計算初級導(dǎo)線的外徑（帶絕緣層）DPM： DPM= bE/NP （）將bE=，NP=83帶入式（）求得，DPM=。(13) 計算反饋繞組匝數(shù) （）配有TL431的光耦反饋電路UFB 一般取12V，UF1=，Ns=15，將這些值連同Uo=24V一起帶入式（），求得NF=。由于次級繞組上還存在導(dǎo)線電阻，也會形成壓降，實取Ns=15匝。(11) 計算次級匝數(shù)Ns對于100V/115V交流輸入，次級繞組可取1匝/V；。l=， AL=178。在此我們采用常規(guī)漆包線，故選用EE30型磁心。EE型磁芯的價格低廉，磁損耗低且適應(yīng)性強。已知開關(guān)電源的輸出功率為50W，初級脈動電流與峰值電流的比例系數(shù)KRP=，開關(guān)頻率f=100kHz，損耗分配系數(shù)Z=，電源效率η=85%，IP=，將這些數(shù)值代入式（）得 Lp= μH (10) 選擇高頻變壓器并查找其參數(shù)可從設(shè)計手冊中查出，當(dāng)Po=50W時可供選擇的鐵氧體磁芯型號。Lp（IpIR）178。LpIp178。一般來說，TJ應(yīng)在25℃到100℃之間，才能使開關(guān)電源長期正常運行。35由表4可確定KRP=(7) 確定初級波形參數(shù)輸入電流的平均值IAVG （）已知Po=50W，η=85%，UImin=90V，求得IAVG=初級峰值電流IP （）把IAVG=，KRP=，Dmax=%代入式（）得，IP=初級脈動電流IR由式（）可得 IR= KRPDmax隨u的升高而減小。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（UI+UOR+ UL）低于MOSFET的漏源擊穿電壓U(BR)DS值。與此同時，初級漏感也釋放能量，并在漏極上產(chǎn)生尖峰電壓UL。35135200當(dāng)TOPSwitchII關(guān)斷且次級電路處于導(dǎo)通狀態(tài)時，次級電壓會感應(yīng)到初級上。35已知1Po值≥240我們用以下式子獲得準(zhǔn)確的CIN值： （）在寬范圍電壓輸入