关于反激电源空占比计算的请教

pdshyh

这段时间一直在补开关电源在网上视频和论坛关于开关电源的一些帖子进行学习，反激电源空占比理论值是D=Vo/(Vo+Vin)，但是在进行电源设计时论坛老师的计算是  Dmax=Vf/(Vin+Vf)，Vf：反射电压 Vin：输入电压，反射电压Vf为输出电压按匝比反射到初级的电压，反射电压最大可取：Vf=Vds-Vinmax，网上视频D=N*(Vo+Vf)/(Vin+N(Vo+Vf))，N：初级次级匝比Vo：输出电压。Vf:整流二极管压降，Vin：输入电压。（Duty 1 （占空比））

按照D=Vo/(Vo+Vin)（Duty 3 （占空比））公式计算不同输入电压空占比数据偏小，按照Dmax=Vf/(Vin+Vf)（Duty 2 （占空比））公式计算空占比偏大， 按照D=N*(Vo+Vf)/(Vin+N(Vo+Vf))（Duty 1 （占空比））公式计算空占比居中。Dmax=Vf/(Vin+Vf)和D=N*(Vo+Vf)/(Vin+N(Vo+Vf))近似，请教为什么设计计算空占比和理论空占比不一样，谢谢。

bg1trk

这段时间一直在补开关电源在网上视频和论坛关于开关电源的一些帖子进行学习。

反激电源空占比理论值是D=Vo/(Vo+Vin)，但是在进行电源设计时论坛老师的计算是  Dmax=Vf/(Vin+Vf)。
Vf：反射电压
Vin：输入电压
反射电压Vf为输出电压按匝比反射到初级的电压，反射电压最大可取：Vf=Vds-Vinmax

网上视频
D=N*(Vo+Vf)/(Vin+N(Vo+Vf))
N：初级次级匝比
Vo：输出电压。
Vf:整流二极管压降
Vin：输入电压。

按照D=Vo/(Vo+Vin)公式计算不同输入电压空占比数据偏小。
按照Dmax=Vf/(Vin+Vf)公式计算空占比偏大。
按照D=N*(Vo+Vf)/(Vin+N(Vo+Vf))（Duty 1 （占空比））公式计算空占比居中。
Dmax=Vf/(Vin+Vf)和D=N*(Vo+Vf)/(Vin+N(Vo+Vf))近似，请教为什么设计计算空占比和理论空占比不一样，谢谢。


理论计算公式D=Vo/(Vo+Vin)中，Vo这项没考虑整流二极管压降Vd，所以计算出来的值偏小。

式一：Dmax=Vf/(Vin+Vf)
式二：Dmax=N*(Vo+Vf)/(Vin+N(Vo+Vf))
以上这两个公式中Vf的定义不一样。

式一中的Vf是次级反射到初级的反射电压，即输出电压和整流管压降之和按匝比反射到初级的电压，展开后为：Vf=n*（Vo+Vd），Vd为整流管压降。
式一的另一种表达：Dmax=n*（Vo+Vd）/（Vin+n*（Vo+Vd））

式二中的Vf仅指整流二极管压降，即上面式一中的Vd。
您把式一中的Vd换为Vf，式一就变成了式二，两者是一样的。





理论计算公式D=Vo/(Vo+Vin)中的Vo指的是开关管关断时电感的“输出电压”。
反激变压器其实是带了个副线圈的电感，开关管关断时由副线圈输出主电感的储能。
而副线圈的输出电压与主电感的“输出电压”存在个比例系数，即匝比n。
把匝比考虑进去，Vo就变成了“实际输出电压*n”。

即D=Vo/(Vo+Vin)中的“Vo（这个Vo为初级电感电压）”实际为n*Vo（这个Vo为次级输出电压）。
D=Vo/(Vo+Vin)就变成了：
D=n*Vo/(n*Vo+Vin)

再把输出整流管压降考虑进去，就变成了：
Dmax=n*（Vo+Vd）/（Vin+n*（Vo+Vd））

您列的三个式子，实质都是一样的。

pdshyh

bg1trk 发表于 2024-11-1 08:54
这段时间一直在补开关电源在网上视频和论坛关于开关电源的一些帖子进行学习。

反激电源空占比理论值是D= ...

感谢bg1trk版主老师答疑解惑，原来理论计算公式D=Vo/(Vo+Vin)，Vo指的是开关管关断时为初级电感的“输出电压”，看B站视频没注意听，截图显示是副线圈的电感Vo，这样就理解了，我是发现视频公式和下载的电子表公式不一样（当时没理解），就看您的帖子--从头开始设计、DIY一个45W的开关电源，总结一下全部过程http://www.crystalradio.cn/forum ... &fromuid=228929，发现空占比和视频公式也不一样（当时没理解透），发帖过程中才发现帖子空占比计算公式和视频电子表空占比是一致的，所以临时调整了提问内容 ，通过您的讲解才理解空占比公式的含义，非常感谢

pdshyh

bg1trk 发表于 2024-11-1 08:54
这段时间一直在补开关电源在网上视频和论坛关于开关电源的一些帖子进行学习。

反激电源空占比理论值是D= ...

bg1trk 版主老师好，正激电源是T1和L1组成过去以为L1是滤波电感，它组成的BUCK变换器空占比是L1电感线圈两端电压
Vout/Vin=D，网上看的计算示例，是选用Dmax=0.4，推出T1的空占比Dmax=(Vin+Vr)N/Vmin，和L1类似，请教正激电源和反激电源空占比差在分母，少了一个和(Vin+Vr)N。反激电源好多工作模式，正激电源没看到更多的工作模式计算多了一个L1参与，感觉计算简单一些。

bg1trk

pdshyh 发表于 2024-11-1 12:49
bg1trk 版主老师好，正激电源是T1和L1组成过去以为L1是滤波电感，它组成的BUCK变换器空占比是L1电感线圈 ...

bg1trk 版主老师好，正激电源是T1和L1组成过去以为L1是滤波电感，它组成的BUCK变换器空占比是L1电感线圈两端电压
Vout/Vin=D，网上看的计算示例，是选用Dmax=0.4，推出T1的空占比Dmax=(Vin+Vr)N/Vmin，和L1类似，

请教正激电源和反激电源空占比差在分母，少了一个和(Vin+Vr)N。

反激电源好多工作模式，正激电源没看到更多的工作模式计算多了一个L1参与，感觉计算简单一些。




正激没实际做过，按个人理解乱说几句，不一定准确。

先说占空比，一个DC输入电压，通过斩波方式得到一个输出电压，斩波的脉宽越宽，输出电压的有效值越接近输入电压。当斩波的脉宽等于整个周期时就是常通（占空比100%），输出等与输入。
斩波脉宽与整个周期的比值即占空比D，很容易就得到Vout=D*Vin或D=Vout/Vin这个关系式。



回到你说的电路，L1是储能电感，它的输入是前面正激变压器的输出，就叫它Vin吧。
于是，储能电感输入输出电压和占空比的关系就是：D=Vout/Vin



正激变压器不储能，它就是个纯粹的变压器，输入、输出电压之间存在个系数，即匝比N。
对变压器来说，上面式子里的Vin是其输出的电压。因为“斩波”发生在初级，计算占空比要以初级为准。而初级的“输出电压”等于次级输出电压+整流管压降Vr，在乘上匝比n。
变压器初级这块占空比也遵从Vout=D*Vin这个关系式，式中的Vout就是上面推出来的--变压器次级输出电压加上整流管压降再乘变比，即(Vin+Vr)N。

于是：
Vout=D*Vin  ==>  (Vin+Vr)N=D*Vin  ==>  D=(Vin+Vr)N/Vin

pdshyh

bg1trk 发表于 2024-11-1 14:18
bg1trk 版主老师好，正激电源是T1和L1组成过去以为L1是滤波电感，它组成的BUCK变换器空占比是L1电感 ...

感谢bg1trk 版主老师讲解，正激电源的变压器输入、输出电压之间存系数，即匝比N。变压器的D=（Vin+Vf）N/Vmin，反激电源由于初级次级导通隔断的设计有储能作用空占比D=n*（Vo+Vd）/（Vin+n*（Vo+Vd）），开关电源设计计算简单的正激电源和反激电源一字之差差别挺大，这个网上下载的FlybackTransformerWizardV1.0-11.xls反激电源计算表，已经通到空占比导通时间关闭时间（CCM状态的），下面的初级次级电流计算比较麻烦，计算表分CCM和DCM不行准备用简化方法计算电流。感谢

st.you

反激变压器的占空比，可以从能量角度去理解。