关于正激式开关电源的占空比和匝比的讲解
时间：10-02
整理：3721RD
点击：
正激的占空比主要是取决于次级续流电感的输入与输出，次级则就是一个BUCK电路，而CCM的BUCK线路Vo=Vin*D，跟次级的电流无关。
Vo=Vin*D
Vo:输出电压，Vin：BUCK的输入电压，即正激变压器的输出电压减去整流管的正向压降，D：占空比在此，输出电压是已知的我们只要确定一个合适的占空比，就可以计算出BUCK电感的Vin，也就是说变压器的输出电压基本就定下来了。在这特别要提醒大家，占空比D的取值跟复位方式有很大的关系，建议D的取值不要超过0.5。
知道变压器的输出电压Vs之后，那么就可以根据输入的电压来计算出变压器的匝比了，这里要用最低输入直流电压来计算匝比，因为最低输入的直流电压对应最大的占空比。此Vs的电压对于选择次级整流二极管的耐压也是一个很重要的数据。
选择匝比的时候请大家注意，因为计算出来的值一般都是小数点后有一位甚至几位的值，而我们在实际绕制变压器的时候，零点几匝的绕法非常困难，所以尽量取整数倍的匝比；当然，如果计算变压器的时候，变压器的初次级匝数比也不排除刚好是小数的情况。
正激变压器加少量气隙能将电-磁转换中的剩磁清空,磁芯的实际利用率增加,同时增加的一点空载电流在大功率电流中所占比例较小,效率不会受到太大影响,这样可以让变压器不容易饱和,电源的可靠性增加,同时可以减少初级匝数,变压器内阻降低,能小体积出大功率.加气隙也相当于增大了变压器磁芯,但实际好处(特别是抗饱和能力)是胜于加大磁芯的。加气隙后,减小的电感量会被增加的磁芯利用率补回来,而且有余,是合算的不用担心。
复位绕组的位置问题，是跟初级绕组近好呢，还是夹在初次级之间好?如果并绕，当然跟初级的耦合是最好的，但对漆包线的耐压是个考验！当然这不至于直接击穿。
无论从EMC角度还是工艺角度来说，复位绕组放在最内层比较好，实际量产中这是这样绕的占多数。
单管正激，如果是市电或有PFC输出电压作为输入的话，MOSFET的最低耐压是2倍直流母线电压，再加上漏感的因素，MOSFET建议选800V甚至900V的管子。
大功率的电源中，考虑到可靠性，一般变压器的余量较大，为避免变压器饱和，一般将deltB选得较小，一般取0.2以下；由于EMC与MOSFET的开关损耗考虑，将频率设得较低，一般为40KHz以下；大功率电源一般都会带主动式PFC电路，所以单管或双管正激拓扑的母线电压大概是400V左右。
由于上面三个原因，根据变压器匝数计算公式Np=Vin*Ton/(deltB*Ae)，可知变压器的初次级匝数较多，而较多的匝数会使分布参数（漏感，分布电容）变大，从而使绕组的交流损耗，特别是直流损耗都变大，在加上大功率变压器内部绕组的散热特性很差，故绕组温升相当可观，再加之大功率变压器的铁芯散热面积小，中柱发热比两个边柱更严重，而散热更差，所以铁芯的损耗导致的温升也较可观。较大的铁损与铜损导致磁芯的温度上升，从而导致变压器的磁通密度饱和点下降，如果设计的余量不够，当变压器在高温大负载的冲击下，可能立即饱和从而导致炸管！而加点小气隙可以减少变压器的剩磁，从而使避免变压器在高温大负载的冲击下饱和。
Vo=Vin*D
Vo:输出电压，Vin：BUCK的输入电压，即正激变压器的输出电压减去整流管的正向压降，D：占空比在此，输出电压是已知的我们只要确定一个合适的占空比，就可以计算出BUCK电感的Vin，也就是说变压器的输出电压基本就定下来了。在这特别要提醒大家，占空比D的取值跟复位方式有很大的关系，建议D的取值不要超过0.5。
知道变压器的输出电压Vs之后，那么就可以根据输入的电压来计算出变压器的匝比了，这里要用最低输入直流电压来计算匝比，因为最低输入的直流电压对应最大的占空比。此Vs的电压对于选择次级整流二极管的耐压也是一个很重要的数据。
选择匝比的时候请大家注意，因为计算出来的值一般都是小数点后有一位甚至几位的值，而我们在实际绕制变压器的时候，零点几匝的绕法非常困难，所以尽量取整数倍的匝比；当然，如果计算变压器的时候，变压器的初次级匝数比也不排除刚好是小数的情况。
正激变压器加少量气隙能将电-磁转换中的剩磁清空,磁芯的实际利用率增加,同时增加的一点空载电流在大功率电流中所占比例较小,效率不会受到太大影响,这样可以让变压器不容易饱和,电源的可靠性增加,同时可以减少初级匝数,变压器内阻降低,能小体积出大功率.加气隙也相当于增大了变压器磁芯,但实际好处(特别是抗饱和能力)是胜于加大磁芯的。加气隙后,减小的电感量会被增加的磁芯利用率补回来,而且有余,是合算的不用担心。
复位绕组的位置问题，是跟初级绕组近好呢，还是夹在初次级之间好?如果并绕，当然跟初级的耦合是最好的，但对漆包线的耐压是个考验！当然这不至于直接击穿。
无论从EMC角度还是工艺角度来说，复位绕组放在最内层比较好，实际量产中这是这样绕的占多数。
单管正激，如果是市电或有PFC输出电压作为输入的话，MOSFET的最低耐压是2倍直流母线电压，再加上漏感的因素，MOSFET建议选800V甚至900V的管子。
大功率的电源中，考虑到可靠性，一般变压器的余量较大，为避免变压器饱和，一般将deltB选得较小，一般取0.2以下；由于EMC与MOSFET的开关损耗考虑，将频率设得较低，一般为40KHz以下；大功率电源一般都会带主动式PFC电路，所以单管或双管正激拓扑的母线电压大概是400V左右。
由于上面三个原因，根据变压器匝数计算公式Np=Vin*Ton/(deltB*Ae)，可知变压器的初次级匝数较多，而较多的匝数会使分布参数（漏感，分布电容）变大，从而使绕组的交流损耗，特别是直流损耗都变大，在加上大功率变压器内部绕组的散热特性很差，故绕组温升相当可观，再加之大功率变压器的铁芯散热面积小，中柱发热比两个边柱更严重，而散热更差，所以铁芯的损耗导致的温升也较可观。较大的铁损与铜损导致磁芯的温度上升，从而导致变压器的磁通密度饱和点下降，如果设计的余量不够，当变压器在高温大负载的冲击下，可能立即饱和从而导致炸管！而加点小气隙可以减少变压器的剩磁，从而使避免变压器在高温大负载的冲击下饱和。
谢谢分享