一种小功率通用开关电源的快速设计方法

例如设计12 V, 35 W 的通用开关电源，已知umin= 90% × 115 V = 103.5 V.从图5中查出K =1.15.将P 'o = 3.5 W, K = 1.15带入P o= P 'o / K 中，计算出Po= 30.4 W; 再根据Po 的值，从图4 中查出选择的最佳型号是T OP224 芯片，此时η = 81.6%,PD= 2 W.如果选择了T OP223, 则η 降到73.5%,PD 增加到5 W, 显然不合适。如果选择T OP225 型，就会造成资源浪费，因为它比TOP224 的价格要高一些，而且适合输出40~ 60 W 的更大的功率。

4 主要元件参数计算

4.1 变压器变比的设计

开关变压器的变比与开关变换电路的具体形式有关，正激、半桥变换电路中开关变压器的变比公式为：

式中，Uin,Uout分别为开关变压器的输入和输出电压;Nin,Nout 分别为开关变压器初级和次级线圈的匝数。

当输入电压最低时，实际设计时应该按最低输入电压代入计算。

推挽电路的输出电压与输入电压之间的关系公式为：

Uout= 2DUin/n

因此得到关系式：n= 2D Uin / Uout= N 1 / N 2.

输入电压最低时，占空比D 值最大，这时候仍然能保持设计要求的输出电压，所以上式的D 应取最大值，Uin取最小值。

4.2 输入滤波电容的选择

输入滤波电容器C 的容量与电源效率，输出功率密切相关，对于宽范围输入的开关电源，C 的容量取μF 为单位时，可按比例系数3μF/ W 来选取。例如当Po= 30 W 时，C= ( 3μF/W)×30 W= 90μF, 以此类推。在固定输入时，比例系数变成1μF/W, 上例中的C 就变成30μF.在设计开关电源时还要注意C 的容量误差要尽量小，以免影响开关电源的性能。当C 的容量过小时，会降低TopswitchⅡ的可用功率。如果把30μF 改成20μF, 则输出功率会降低15 %; 当C 20μF 时，会造成可用功率的明显下降。

另外，C 容量的大小还决定直流高压Ui 的数值，图3、图4 实际上是在Ui= 105 V 的情况下绘制的，这个充分体现了C 对Ui 的影响。

4.3 开关管保护电路

在开关芯片的漏极D 侧可以利用VDZ 和VD 两个二极管对高频变压器的漏感产生的尖峰电压进行箝位，可保护μ的D-S 极间不被击穿。例如VDZ 可以选用瞬态电压抑制器P6K200, 其反向击穿电压为200 V.VD 采用反向耐压为600 V 的UF4005 型超快恢复二极管，亦称阻塞二极管。