开关电源常用拓扑技术原理连载三十一
良师 精编
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二零二四年十月 于苏州
第四节 开关电源的计算实例
15 ）输出滤波电感的计算
计算实例
输出电压 Vo=5V ±10%
输出电流 Io=20A
开关频率 F=200KHz
占空比 D=0.42
次级线圈上的最小电压：
开关周期： T=1/F=1/200×103=5μs
最大导通时间： Ton max=TD=5×0.42=2.1μS
输出最大直流电压： Vo max=5×10%=5.5 V
次级线圈上的最小电压： Umin=5×（5.5+0.2+0.4）/2.1=14.5V
在一般情况下，滤波电感中通过的电流△Il的值是Io的2%~5%本例取5%
根据式②L△Il= Ton max(Umin -Vf-Vomax)/△Il=2.1(14.5-0.4-5.5)/1=18.06μH
取整L=18μH通过的电流为20A。
当Io＜1A时，可采用非晶合金磁性材料制成的磁珠，套在整流管的输出端引线
上，形成电感，而电流大于1A时，则应选用磁芯或磁环绕制。
为减少电感直流电阻、降低损耗、减少电感发热，绕制滤波电感用的漆包线的电流密度J应按较小值。
本例J=4A/mm2，即漆包线线裸线直径d=20÷4=5.0mm2
本例滤波电感导线粗，选用D=50mm的MOX磁环，每匝大约对应3μH，但因
磁环性能的差异，绕制时要由测试数据来确定电感量。
注：滤波电感压降Vl=0.2 V 由设计师确定，为减小电感损耗，滤波电感上的电压降应小于0.5V，本例取0.2V
内容提要:
本教材主要介绍了电源技术的基础理论,基本原理,设计应用实例及其相关的经验知识。重点介绍了高频开关电源的设计知识。其中对高频开关电源的模块化产品,有源功率因数校正技术,软开关高效率技术也作了详细介绍与设计应用。
本教材适用于电源工程师、技术人员和具有电子技术基础的广大电子爱好者,作为电源维修技术人员的学习资料。推荐作为大,中专,职业教育的选修培训教材。
良师简介：
专业从事开关电源研发二十多年。电源高级工程师。开关电源专业技术家。开关电源资深技术顾问。中国电源学会高级会员。
2000年专业开关电源研发。2016年从事电源产品设计咨询及生产管理。
1991年设计变频调速器及电站直流电源屏。
曾就职于国营大企业研究所、国际知名外资集团、民营及国营企业研发部。
五次派往美国总部进行开关电源新技术交流、项目合作、营销技能培训。
主要成果：开关电源产品项目研发：功率范围：AC-DC（含PFC）：1W---10KW；
AC-DC/DC-DC模块：1W---1KW；充电桩：7KW/14KW；电力取电高压电源等。
开关电源方案、性能、价格优化；原理图设计计算；高频变压器及电感等磁性器件的设计；开关电源关键电子器件的计算；反馈环路稳定性计算；
产品研发流程、测试、维修、安规认证、EMC设计整改、FAE、生产管理、文案编写、技能培训、开关电源设计咨询服务；
在电子行业杂志上发表三十六篇科技论文，有3篇获大奖、2项发明专利、2项实用新型专利。
编写《实用新型开关电源原理及设计应用》、《开关电源常用拓扑原理培训教材》实训教程、精心编写《十种拓扑高频变压器设计及计算实例》。
擅长领域：电力自动化工控行业、LED绿色照明、打印机、适配器、车载充电器、光伏发电、充电桩、电力行业高压电源、特种行业电源等。
新技术高效软开关LLC、数字化智能化、功率因数校正APFC、电路拓扑方案选型、变压器、电感计算。有电子版电源书百余册，电源原理图五千张。
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