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一粒金砂(高级)

这边设计反激式开关电源的变压器,请问我这样估算最大占空比是否正确 [复制链接]

 

我是首先根据选择的初级侧Mos管最大耐压值和次级侧整流管反向耐压值,确定匝比的范围(0.3最大输入电压是漏极尖峰电压),然后折中选择匝比10,再根据开关电源一般占空比计算公式计算最大占空比?

此帖出自模拟电子论坛
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“我是首先根据选择的初级侧Mos管最大耐压值和次级侧整流管反向耐压值”

这两个数值,需要根据输入直流电压和输出直流电压确定。


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开关电源设计,开始时先要知道输入电压、输出电压和电流,如果输入电压不是非常稳定,必须知道变化范围,例如24±20%,甚至如PowerAnts在另一帖子中所说 “9~150V”。输出电流通常是变化的,因为负载并不确定。输出电流的变化也必须确定,例如是否允许空载,即电流为零。

此时离占空比还很远。

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现在设计电源都要考虑能效了,49-250W的电源维持额定输出电压的待机功耗小于200mW  详情 回复 发表于 2020-5-1 10:05

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输入输出电压电流确定后,通常根据功率选择开关电源电路结构(有时称为拓扑),是反激?是半桥?是全桥?

选定电路结构后,初步选择功率开关管。功率管不仅仅要看耐压,更要看通流容量。而且功率开关管耐压与通流容量之乘积与输入电压变化范围关系相当大。这是因为:输入电压最大时功率开关管必须满足耐压要求,输入电压最小时功率开关管必须满足电流要求。


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上述条件都明确后,才可以开始考虑变压器。


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对反激电路来说,有电流连续和电流断续两种工作状态。倒底电路工作于哪种状态,与负载有关。

最好不要因负载变化而在两种工作状态之间切换,因为两种工作状态对反馈的响应要求不同,在一种工作状态下稳定工作的电路参数,在另一种工作状态下可能变成不稳定。


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我一般是先定下占空比,比如在最低输入电压下0.45,然后由此计算反射电压Vor,再计匝比,至于MOS的耐压则根据实际电路测试来选配,一般的反激600V管子足矣,两级的那种就用700V的,MOS管市面型号太多了,选型也方便

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我领导坚持让我先定匝比(根据初级MoS耐压和次级整理管耐压),再定反射电压,再根据那个最小输入电压和反射电压关系定最大占空比  详情 回复 发表于 2020-4-24 19:40

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jiahz2020 发表于 2020-4-21 18:52 我一般是先定下占空比,比如在最低输入电压下0.45,然后由此计算反射电压Vor,再计匝比,至于MOS的耐压则根 ...

我领导坚持让我先定匝比(根据初级MoS耐压和次级整理管耐压),再定反射电压,再根据那个最小输入电压和反射电压关系定最大占空比

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“我领导坚持让我先定匝比(根据初级MoS耐压和次级整理管耐压),再定反射电压,再根据那个最小输入电压和反射电压关系定最大占空比”   那么,功率MOS管和整流管是根据什么条件选择的呢?  详情 回复 发表于 2020-4-25 11:35
“我领导坚持让我先定匝比(根据初级MoS耐压和次级整理管耐压),再定反射电压” 根据初级MOS管耐压和次级整流管耐压,那就是说,已经选定MOS管和整流管了?  详情 回复 发表于 2020-4-25 11:00

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这个公式可行

前提是最大占空比的计算,最高输入电压下的加在变换器上的整流直流电压值,Uor反射电压选择验证完后,找出变换器的最小整流直流电压值Udc(min)

Udc(min)=1.414*Vac(min)

因为这种计算是忽略了输入端纹波电压,就是纯粹的理论计算,没啥大毛病。


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实际设计中,要考虑到电容的耐压耐电流纹波,包括使用寿命等因素

最大占空比下,若输入电压下降,占空比就需要增大来调整,若占空比此时增大,会反过来给已经设计好的变压器相应的磁通量有比较大增量,不利于变压器工作。

所以,如楼上几位所说,电路工作于哪种状态,与负载有关。

平均输入电流和实际占空比是有关联的

 

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变压器和负载给定的情况,VIN下降,DCM的电流峰值、磁通峰值、电流增量、磁通增量是不变的;CCM的电流峰值和磁通峰值会增加,但是电流增量和磁通增量是下降的  详情 回复 发表于 2020-5-1 10:13

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西里古1992 发表于 2020-4-24 19:40 我领导坚持让我先定匝比(根据初级MoS耐压和次级整理管耐压),再定反射电压,再根据那个最小输入电压和 ...

“我领导坚持让我先定匝比(根据初级MoS耐压和次级整理管耐压),再定反射电压”

根据初级MOS管耐压和次级整流管耐压,那就是说,已经选定MOS管和整流管了?


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西里古1992 发表于 2020-4-24 19:40 我领导坚持让我先定匝比(根据初级MoS耐压和次级整理管耐压),再定反射电压,再根据那个最小输入电压和 ...

“我领导坚持让我先定匝比(根据初级MoS耐压和次级整理管耐压),再定反射电压,再根据那个最小输入电压和反射电压关系定最大占空比”

 

那么,功率MOS管和整流管是根据什么条件选择的呢?

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对AC-DC而言,匝比大一些对二次侧整流有益,耐压低容易做到小的正向压降,有利于提高效率;对MOSFET的耐压要求稍大一点,电流小一点,综合下来MOSFET的费用和开关效率差不多。整体有益  详情 回复 发表于 2020-5-1 10:21

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maychang 发表于 2020-4-21 08:58 开关电源设计,开始时先要知道输入电压、输出电压和电流,如果输入电压不是非常稳定,必须知道变化范围,例 ...

现在设计电源都要考虑能效了,49-250W的电源维持额定输出电压的待机功耗小于200mW

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qwqwqw2088 发表于 2020-4-25 09:06 实际设计中,要考虑到电容的耐压耐电流纹波,包括使用寿命等因素 最大占空比下,若输入电压下降,占空比 ...

变压器和负载给定的情况,VIN下降,DCM的电流峰值、磁通峰值、电流增量、磁通增量是不变的;CCM的电流峰值和磁通峰值会增加,但是电流增量和磁通增量是下降的

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maychang 发表于 2020-4-25 11:35 “我领导坚持让我先定匝比(根据初级MoS耐压和次级整理管耐压),再定反射电压,再根据那个最小输入 ...

对AC-DC而言,匝比大一些对二次侧整流有益,耐压低容易做到小的正向压降,有利于提高效率;对MOSFET的耐压要求稍大一点,电流小一点,综合下来MOSFET的费用和开关效率差不多。整体有益

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总要先知道输入电压、输出电压……才好说匝比吧?难道输出电压都不知道,先定匝比(12楼)?  详情 回复 发表于 2020-5-1 10:54
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qwqwqw2088 发表于 2020-4-25 08:50 这个公式可行 前提是最大占空比的计算,最高输入电压下的加在变换器上的整流直流电压值,Uor反射电 ...

Udc(min)=1.414*Vac(min) ??? 空载?

此算法对于没有限制最大占空比的IC来说没问题,低输入满载甚至接近过流保护点时,电容谷值电压可以比交流有效值还低,占空比已经超过设计者所“设计”的最大占空比了。

一些自以为聪明的原厂搞出一些脑残反激IC,最大占空比限制为0.45,你要按0.40-0.42去算最大匝比,坑死你不赔钱

有用的工程经验计算,在正常的容量条件下:Udc(min)=1.414*Vac - 40(甚至50),对于85Vac来说,最低直流只有70-80Vdc

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一些“小原厂”的IC设计团队根本不懂磁性元件,主要是台资和内资

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我见过的最大占空比最小的是0.4,美台出品,非常弱智的聪明,国内竞争对手限0.6-0.7的同类IC卖3-4毛,美台只好5分甩卖,我自费一口气吃下200K,慢慢玩慢慢用,极少”称斤卖“的绝版,机会不多

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PowerAnts 发表于 2020-5-1 10:21 对AC-DC而言,匝比大一些对二次侧整流有益,耐压低容易做到小的正向压降,有利于提高效率;对MOSFET的耐 ...

总要先知道输入电压、输出电压……才好说匝比吧?难道输出电压都不知道,先定匝比(12楼)?

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输入电压范围,输出电压电流,效率体积,环境温度是基本的设计需求参数吧  详情 回复 发表于 2020-5-1 11:02

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maychang 发表于 2020-5-1 10:54 总要先知道输入电压、输出电压……才好说匝比吧?难道输出电压都不知道,先定匝比(12楼)?

输入电压范围,输出电压电流,效率体积,环境温度是基本的设计需求参数吧

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当然。 例如前两天发的帖子,输入电压要求9V开始,最高到150V,12V 8A输出的案例。9~150V这个输入电压变化范围,恐怕是第一个需要考虑的。  详情 回复 发表于 2020-5-1 16:47
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2.5~1000V, 0.5-5000W 主力产品效率最高达98%

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