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开关电源设计步骤
步骤 1 确定开关电源基参数
① 交流输入电压值 umin
② 交流输入电压值 umax
③ 电网频率 Fl 开关频率 f
④ 输出电压 VO（V）：已知
⑤ 输出功率 PO（W）：已知
⑥ 电源效率η：般取 80％
⑦ 损耗分配系数 Z：Z 表示次级损耗总损耗值Z0 表示全部损耗发生初级
Z1 表示发生次级般取 Z05
步骤 2 根输出求选择反馈电路类型反馈电压 VFB
步骤 3 根 uPO 值确定输入滤波电容 CIN直流输入电压值 VImin
① 令整流桥响应时间 tc3ms
② 根 u查处 CIN 值
③ Vimin

确定 CINVImin 值
u(V) PO(W) 例系数(μFW) CIN(μF) VImin(V)
固定输入100115 已知 2~3 (2~3)×PO ≥90
通输入85~265 已知 2~3 (2~3)×PO ≥90
固定输入230±35 已知 1 PO ≥240




1


步骤 4 根 u确定 VORVB
① 根 u 表查出 VORVB 值
② VB 值选择 TVS

u(V) 初级感应电压 VOR(V) 钳位二极
反击穿电压 VB(V)
固定输入100115 60 90
通输入85~265 135 200
固定输入230±35 135 200





步骤 5 根 Vimin VOR 确定占空 Dmax


VOR
Dmax ×100％
VOR+VImin－VDS(ON)
① 设定 MOSFET 导通电压 VDS(ON)
② 应 uumin 时确定 Dmax 值Dmax u 升高减
步骤 6 确定初级纹波电流 IR 初级峰值电流 IP 值 KRPKRPIRIP
KRP
u(V) 值(连续模式) 值(连续模式)
固定输入100115 04 1
通输入85~265 04 1
固定输入230±35 06 1 武汉迈威光电技术限公司
步骤 7 确定初级波形参数
① 输入电流均值 IAVG
PO
IAV G
ηVImin

② 初级峰值电流 IP
IAV G
IP
(1－05KRP)×Dmax

③ 初级脉动电流 IR
④ 初级效值电流 IRMS
IRMSIP√Dmax×(KRP23－KRP+1)
步骤 8 根电子数表需 IP 值 选择 TOPSwitch 芯片
① 考虑电流热效应会 25℃定义极限电流降低 10％选芯片极限电流值
ILIMIT(min)应满足：09 ILIMIT(min)≥IP
步骤 9 10 计算芯片结温 Tj
① 式结算：
Tj＝[I2RMS×RDS(ON)+12×CXT×(VImax+VOR) 2 f ]×Rθ＋25℃
式中 CXT 漏极电路结点等效电容高频变压器初级绕组分布电容
② 果 Tj＞100℃应选功率较芯片
步骤 11 验算 IP IP09ILIMIT(min)
① 输入新 KRP 值开始迭代直 KRP1
② 检查 IP 值否符合求
③ 迭代 KRP1 IP09ILIMIT(min)
步骤 12 计算高频变压器初级电感量 LPLP 单位μH


106PO Z(1－η)+ η
LP ×
I2P×KRP(1－KRP2)f η

步骤 13 选择变压器磁芯骨架查出参数：
① 磁芯效横截面积Sj（cm2）效磁通面积
② 磁芯效磁路长度 l（cm）
③ 磁芯留间隙时匝数相关等效电感 AL(μH匝 2)
④ 骨架宽带 b（mm）
步骤 14 初级层数 d 次级绕组匝数 Ns 赋值
① 开始时取 d＝2（整迭代中 1≤d≤2）
② 取 Ns1(100V115V 交流输入) Ns06(220V 宽范围交流输入)
③ Ns06×(VO+VF1)
④ 公式计算时需迭代
步骤 15 计算初级绕组匝数 Np 反馈绕组匝数 NF
① 设定输出整流正压降 VF1
② 设定反馈电路整流正压降 VF2
③ 计算 NP
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VOR
NPNS×
VO+VF1

④ 计算 NF

VFB+VF2
NFNS×
VO+VF1
步骤 16~步骤 22 设定磁通密度 BM初级绕组电流密度 J磁芯气隙宽度δ进行迭
代
① 设置安全边距 M 230V 交流输入宽范围输入时 M3mm 110V115V 交流输
入时 M15mm三重绝缘线时 M0
② 磁通密度 BM02～03T

100IPLP
BM
NPSJ

BM＞03T需增加磁芯横截面积增加初级匝数 NP BM 02~03T 范围
BM＜02T应选择尺寸较磁芯减 NP 值
③ 磁芯气隙宽度δ≥0051mm
δ＝40πSJ(NPP
21000LP－11000AL)
求δ≥0051mm值需增磁芯尺寸增加 NP 值
④ 初级绕组电流密度J(4~10)Amm2
1980
J
127πD2PM×（1000 254）2
4IRMS
J＞10Amm2应选较粗导线配较尺寸磁芯骨架J＜10Amm2
J＜4Amm2宜选较细导线较磁芯骨架J＞4Amm2适增加NP匝
数
⑤ 确定初级绕组直径（裸线）DPm(mm)
⑥ 确定初级绕组外径（带绝缘层）DPM(mm)
⑦ 根初级层数 d骨架宽带 b 安全边距 M 计算效骨架宽带 be（mm）
bed(b－2M)
然计算初级导线外径（带绝缘层）DPM：DPM＝beNP
步骤 23 确定次级参数 ISPISRMSIRIDSMDSm
① 次级峰值电流 ISP(A)
ISPIP×(NPNS)
② 次级效值电流 ISRMS(A)
ISRMSISP×√（1－Dmax）×（K2RP3－KRP+1）
③ 输出滤波电容纹波电流 IRI(A)
IRI√I2SRMS－I2O
⑤ 次级导线直径（裸线）DSm(mm)
DSm113√ISRMSJ
⑥ 次级导线外径（带绝缘层）DSM(mm)
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b－2M
DSM
NS

步骤 24 确定 V(BR)SV(BR)FB
① 次级整流反峰值电压 V(BR)S
V(BR)S＝VO+VImax×NSNP
② 反馈级整流反峰值电压 V(BR)FB
V(BR)FB＝VFB+ VImax×NFNP
步骤 25 选择钳位二极阻塞二极
步骤 26 选择输出整流
步骤 27 利步骤 23 IRI选择输出滤波电容 COUT
① 滤波电容 COUT 105℃100KHZ 时纹波电流应≥IRI
② 选择等效串连电阻 r0 低电解电容
③ 减少电流输出时纹波电流 IRI滤波电容联降低电容 r0
值等效电感 L0
④ COUT 容量输出电流 IOM 关
步骤 28～29 输出端纹波电压超规定值时应增加级 LC 滤波器
① 滤波电感 L22~47μH IOM＜1A 时采非晶合金磁性材料制成磁珠电
流时应选磁环绕制成扼流圈
② 减 L 压降宜选较滤波电感增线径通常 L33μH
③ 滤波电容 C 取 120μF 35V求 r0
步骤 30 选择反馈电路中整流
步骤 31 选择反馈滤波电容
反馈滤波电容应取 01μF 50V 陶瓷电容器
步骤 32 选择控制端电容串连电阻
控制端电容般取 47μF 10V采普通电解电容相串连电阻选
62Ω14W连续模式省掉电阻
步骤 33 选定反馈电路
步骤 34 选择输入整流桥
① 整流桥反击穿电压 VBR≥125√2 umax
③ 设输入效值电流 IRMS整流桥额定效值电流 IBR IBR≥2IRMS计算 IRMS
公式：

PO
IRMS
ηumincosθ
cosθ开关电源功率数般 05～07取 cosθ＝05
步骤 35 设计完毕
相关参数中 3 参数需设计程中进行检查核否允许范
围磁通密度BM（求BM02T~03T）磁芯气隙宽度δ（求δ≥
0051mm）初级电流密度J（规定J4～10Amm2） 3 参数设计步检查
确保允许范围
4

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