开关电源设计常用公式

MOSFET开关管工作的最大占空比Dmax:

式中：Vor为副边折射到原边的反射电压，当输入为AC220V时反射电压为135V;VminDC为整流后的最低直流电压;VDS为MOSFET功率管导通时D与S极间电压，一般取10V。

变压器原边绕组电流峰值IpK为:

式中：η为变压器的转换效率;po为输出额定功率，单位为W。

变压器原边电感量Lp:

式中：Ts为开关管的周期(s);Lp单位为H。

变压器的气隙lg:

式中：Ae为磁芯的有效截面积(cm2);△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T);Lp单位取H，IpK单位取A，lg单位为mm。

变压器磁芯

反激式变换器功率通常较小，一般选用铁氧体磁芯作为变压器磁芯，其功率容量Ap为

式中：AQ为磁芯窗口面积，单位为cm2;Ae为磁芯的有效截面积，单位为cm2;po是变压器的标称输出功率，单位为W;fs为开关管的开关频率;Bm为磁芯最大磁感应强度，单位为T;δ为线圈导线的电流密度，通常取200～300A/cm2，η是变压器的转换效率;Km为窗口填充系数，一般为0.2~0.4;KC为磁芯的填充系数，关于铁氧体为1.0。

根据求得的Ap值选择余量稍大的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比较大的磁芯，这样磁芯的窗口有效使用系数较高，同时可以减少漏感。

变压器原边匝数Np:

式中：△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T)，Ae单位为cm2，Ts单位为s。

变压器副边匝数Ns:

式中：VD为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。

功率开关管的选择

开关管的最小电压应力UDS一般选择DS间击穿电压应比式(9)计算值稍大的MOSFET功率管。

绕组电阻值R：

式中：MUT为平均每匝导线长度(cm);N为导线匝数;为20℃时导线每cm的电阻值(μΩ)。

绕组铜耗pCU为：

原、副边绕组电阻值可通过求绕组电阻值R的公式求出，当求原边绕组铜耗时，电流用原边峰值电流IpK来计算;求副边绕组铜耗时，电流用输出电流Io来计算。

磁芯损耗

磁芯损耗取决于工作频率、工作磁感应强度、电路工作状态和所选用的磁芯材料的性能。关于双极性开关变压器，磁芯损耗pC：

式中：pb为在工作频率、工作磁感应强度下单位质量的磁芯损耗(W/kg);Gc为磁芯质量(Kg)。

关于单极性开关变压器，由于磁芯工作于磁滞回线的半区，所以磁芯损耗约为双极性开关变压器的一半。变压器总损耗为总铜耗与磁芯损耗之和。