反激电路占空比计算公式(反激占空比解密)

首先反激电源一般设计占空比时,我们一般是小于0.5的,大家都知道如果超过0.5必须要增加斜坡补偿。

那么开关电源在设计反激开关电源时,为何占空比都设计成0.45左右而不是更小?

听得最多的是,占空比越大电源效率会越高,所以大家都是这样来设计的,实际上也是个这样的趋势,为什么?从原理上怎么解释?从公式上又怎样看出?

我们一起来分析一下:

以反激DCM模式为例

首先开关电源中最影响效率的三个关键元器件为

1、mos管

2、变压器

3、输出整流二极管

当然还有其他元器件,但这三个占比是比较大的。

mos管损耗分为:开通损耗、关断损耗、导通损耗、驱动损耗

(DCM状态下开通损耗是忽略不计的)

变压器损耗分为:铁损、铜损

整流二极管损耗分为:导通损耗、反向恢复损耗

先把公式摆出来:

1、根据能量守恒可得

反激电路占空比计算公式(反激占空比解密)(1)

其中Lp为原边绕组电感量,Ip为原边绕组峰值电流,P为电源功率,T为开关电源的工作周期。

2、电流,电感,电压,时间之间的关系

反激电路占空比计算公式(反激占空比解密)(2)

其中,Vin为输入电压,Ton一个周期开关管的导通时间,D为占空比,Lp为原边绕组电感量,f为开关频率,Ip为峰值电流。

3、把式三代入式一可得到

我们看下式四,其中输入电压Vin是固定的,开关频率f也是固定的,开关电源功率P也是不变的。

所以很容易看出占空比D设计越大时,计算出的原边电感量越大,反之D越小,计算出的原边电感量越小,我们把这个结论叫做结论一。

4、我们再回头把公式一变换一下得到公式五

反激电路占空比计算公式(反激占空比解密)(3)

从公式五可知,Lp越大时峰值电流Ip越小,反之Lp越小时峰值电流越大。再结合结论一可知,占空比D越大峰值电流Ip越小,占空比D越小峰值电流Ip越大,我们把这个结论叫做结论二。

我们再看下反激DCM下的有效值电流

1、反激DCM的有效值电流公式为:

反激电路占空比计算公式(反激占空比解密)(4)

其中Iprms为原边电感有效值电流,Ip为原边电感峰值电流,D为占空比。

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