开关电源占空比
开关电源参数计算精
1.原理图2.技术指标(1 输入电压:185V AC~240VAC(2输出电压1：+5VDC,额定电流1A，最小电流750mA ; (3输出电压2:+12VDC, 额定电流1A，最小电流100mA ; (4输出电压3:-12VDC ,额定电流1A，最小电流100mA ; (5输出电压4:+24VDC,额定电流1.5A，最小电流250mA ;(6输出电压纹波:+5V,±12V :最大100mV (峰峰值；+24V:最大250mV (峰峰值(7输出精度:+5V,±12V撮大± 5%; +24V:最大± 10%; (8效率:大于80% 3.参数计算(1输出功率：5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =x + xx +x = (3-1 (2 输入功率：6581.2580%0.8out in P WP W ===(3-2 (3直流输入电压:采用单相桥式不可控整流电路(max240VAC 1.414=340VDCin V =x (3-3 (min185VAC 1.414=262VDCin V =x (3-4 (4最大平均电流：(m a x(m i n 81. 250. 31262inin in P W I A V V=(3-5(5最小平均电流： (min(max 81.250.24340 in in in P WI A V ==(3-6 (6峰值电流：可以采用下面两种方法计算，本文采用式(3-8的方法。
(minmax (min(min225581.251.550.4262out out out Pk C in in in P P P W I I A V D V V V x =====x (3-7 min 5.55.581.251.71262out Pk C in P W I I A V V x ==(3-8 (7 散热:基于MOSFET的反激式开关电源的经验方法:损耗的35%是由MOSFET产生, 60%是由整流部分产生的。
dcdc占空比计算公式
dcdc占空比计算公式DC-DC占空比计算公式1. 什么是DC-DC占空比？DC-DC占空比（Duty Cycle），指的是开关电源中开关管控制的开关时间与周期时间的比值。
它表示了开关管处于导通状态的时间比例，是开关电源中非常重要的参数。
2. DC-DC占空比计算公式DC-DC占空比通常使用百分比表示，可以通过以下公式计算得到：占空比=开关时间周期时间×100%3. DC-DC占空比计算公式的举例解释例子1假设一个DC-DC电源的开关时间为300ns，周期时间为2μs，我们可以利用上述公式计算其占空比：占空比=300ns2μs×100%将时间转化为相同单位（可将纳秒转化为微秒）：占空比=μs2μs×100%计算结果为：占空比=15%因此，此DC-DC电源的占空比为15%。
例子2假设另一个DC-DC电源的开关时间为1μs，周期时间为10μs，我们同样可以利用公式计算其占空比：占空比=1μs10μs×100%计算结果为：占空比=10%因此，此DC-DC电源的占空比为10%。
4. 总结DC-DC占空比是开关电源中一个重要的参数，用于表示开关管导通状态的时间比例。
通过计算公式可以得到准确的占空比数值，根据不同的应用需要进行调整。
为了计算占空比，只需要获得开关时间和周期时间，然后带入公式进行计算即可。
5. 其他相关公式除了求解DC-DC占空比的计算公式外，还有一些与占空比相关的公式和概念。
占空比的补余在电子电路设计中，有时需要得到与给定占空比相反的占空比值。
这时可以使用占空比的补余（complementary）来表示。
补余占空比可以通过以下公式计算：补余占空比=100%−占空比例如，对于占空比为20%的DC-DC电源，其补余占空比为80%。
占空比在PWM调光中的应用DC-DC占空比在脉冲宽度调制（PWM）调光中扮演重要的角色。
PWM调光是一种常见的LED灯调节亮度的方法，通过调整占空比改变LED灯的亮度。
反激开关电源最大占空比如何确定？
1. 输入电压的范围
2. 所需要的效率
3. 元件的耐压
一般书上会建议为0.5以下，是因为电流控制模式在占空比超过0.5会有电流扰动的情形，取样信号就需要有协率补偿。其实随着输入范围更大(输入最高电压 / 最低电压)，也有可能设计在0.7，前提是，线路尚须有协率补偿。
设计变压器的过程中，会不断的尝试不一样的圈数比，一般效率最佳在於占空比为0.5时，端看你设计要在多少输入电压时为最佳的转换效率。
原边或副边的功率元件跨压，可以藉由调整变压器匝比来调整，也会影响到占空比。
设计变压器的过程中，会不断的尝试不一样的圈数比，一般效率最佳在於占空比为0.5时，端看你设计要在多少输入电压时为最佳的转换效率。
原边或副边的功率元件跨压，可以藉由调整变压器匝比来调整，也会影响到占空比。
反激变压器占空比是预设的数值，占空决定着初次级的匝比
一般来说占空比越大电源的输出效率就有可能越高，至于效率是不是越高还得看你电路调整的怎么样了，但是如果占空比过大，一般超过50%，电路就很容易产生振荡而不容易控制，需要加入斜坡补偿电路，由于元器件的选择不合理，还有PCB排版的问题，有时候即便是加入了斜坡补偿电路，整个电路仍然会不稳定，所以在大多数场合下，一般还是建议占空比的取值不要超过50%，比如早期的38xx系列的IC即便是加了斜坡补偿电路，占空比超过50%后依然难以保证电路的稳定，如果PCB排版合理，加上电路的优化，占空比在60%也还是可以稳定的，近几年来，很多厂家推出的新型反激IC，大多在电路中已经加入了斜坡补偿电路，只要你的排版不是太烂，加上合理的外围元器件，占空比在65%电路也可以很稳定的，当然我这说的都是些极端情况，大多数情况下还是建议不超过50%吧，设计电源首先要考虑的就是安全稳定。
26421430_两级宽输入开关电源占空比振荡的几何分析
电气传动2016年第46卷第5期两级宽输入开关电源占空比振荡的几何分析郑昕昕1，肖岚2，刘新天1，何耀1，曾国建1（1.合肥工业大学新能源汽车工程研究院，安徽合肥230009；2.南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016）摘要：研究了一种电流控制型双BUCK 级联形式的宽输入开关电源，其适应输入电压的宽范围变化，能够随输入电压的变化而调整工作模态，从而减小电路损耗与器件的电压应力。
然而采用电流型控制方式会导致次谐波振荡，导致系统的不稳定，从几何角度分析了引起功率管占空比振荡的原因，介绍了电流的斜坡补偿技术，并在仿真分析的基础上搭建了实验平台，从而验证了设计方案的可行性。
关键词：宽输入；电流检测；电流斜坡补偿；开关电源中图分类号：TM46文献标识码：AGeometric Analysis of Duty Shocks for Two -stage Wide -input Switching Power Supply ZHENG Xinxin 1，XIAO Lan 2，LIU Xintian 1，HE Yao 1，ZENG Guojian 1（1.New Energy Automobile Engineering Research Institute ，Hefei University of Technology ，Hefei 230009，Anhui ，China ；2.College of Automation ，Nanjing University ofAeronautics and Astronautics ，Nanjing 210016，Jiangsu ，China ）Abstract:Analyzed a current -controlled double⁃BUCK cascade converter of wide -input switching power supply.Which the range of the input voltage is wide and the working modes can be changed according to the input voltage.The circuit loss and the voltage stress can be reduced.The sub harmonic oscillation would be introduced by thecurrent -type control.The system might instable.The reason of duty shocks from the geometric point of view and the slope compensation were discussed.The current slope compensation was introduced.An experimental platform based on the simulation results was established to prove the feasibility of the scheme.Key words:wide -input ；current detection ；current slope compensation ；switching power supply基金项目：国家自然科学基金（51377082）；安徽省国际合作项目（1303063010）；博士学位专项资助基金（JZ2015HGBZ0456）作者简介：郑昕昕（1987-），女，博士，Email ：***************电源市场的全球化，保证开关电源在全球各种不同的供电系统下都能正常工作已成为当前的一个新的课题［1］，因此，通常的DC/DC 变换器都有一定的输入电压适应范围［2］。
开关电源占空比的选择与开关变压器初次级线圈匝数比的计算
开关电源占空比的选择与开关变压器初次级线圈匝数比的计算开关电源是一种通过开关器件（如晶体管或MOSFET）以高频切换方式实现电能的转换和调节。
在开关电源中，占空比（Duty cycle）是指输出电压或电流在一个周期内，高电平时间占整个周期的比例。
在设计开关电源时，通过选择合适的占空比，可以实现所需的输出电压、电流和功率。
占空比的选择需要根据所需的输出电压和电流来确定。
一般来说，开关电源的输出电压与输入电压可以通过占空比来调节，即占空比的大小决定了输出电压的大小。
例如，当占空比为50%时，输出电压等于输入电压的一半。
因此，在进行开关电源设计时，需要根据所需的输出电压和负载特性来选择合适的占空比。
此外，占空比还受到开关器件的特性限制。
开关器件的导通和截止速度会影响到占空比的选择。
一般来说，越高速的开关器件能够实现更高的占空比。
因此，在选择开关器件时，需要考虑其导通和截止速度，并根据需要选择适当的占空比。
开关变压器是开关电源中重要的组成部分，用于实现输入输出电压的变换。
开关变压器的初次级线圈匝数比（Np/Ns）决定了输入和输出电压的关系。
初次级线圈匝数比的计算需要考虑输入输出电压以及转换效率。
初次级线圈匝数比可以根据输入输出电压的比例来计算。
如下所示：Np/Ns=(Vp/Vs)*(1-δ)其中，Np为初次级线圈匝数，Ns为次级线圈匝数，Vp为输入电压，Vs为输出电压，δ为开关变压器的转换效率。
转换效率一般在80%至90%之间，可根据实际情况进行调整。
通过计算初次级线圈匝数比，可以确定开关变压器的参数，如初次级线圈匝数和次级线圈匝数，并进行具体的设计和制造。
总之，开关电源占空比的选择和开关变压器初次级线圈匝数比的计算是开关电源设计中的重要步骤。
正确选择占空比和计算匝数比，可以实现所需的输出电压和电流，并保证开关电源的稳定性和高效性。
在实际设计中，还需要考虑其他因素，如开关器件的选择、转换效率的提高等。
因此，对于开关电源设计人员来说，需具备电路理论基础和设计经验，以能够有效地完成开关电源的设计工作。
开关电源占空比
开关电源占空比的选择与开关变压器初次级线圈匝数比的计算作者：陶显芳发布时间：2011-07-04文章来源：华强北·电子市场价格指数浏览量：61929下面是开关电源设计务必掌握的知识1、开关电源占空比的选择与计算2、开关变压器初次级线圈匝数比的计算希望从事开关电源设计的工程师对此感兴趣概述：占空比是脉冲宽度调制(PWM)开关电源的调制度，开关电源的稳压功能就是通过自动改变占空比来实现的，开关电源的输出电压与占空比成正比，开关电源输出电压的变化范围基本上就是占空比的变化范围。
由于开关电源输出电压的变化范围受到电源开关管击穿电压的限制，因此，正确选择占空比的变化范围是决定开关电源是否可靠工作的重要因素；而占空比的选择主要与开关电源变压器初、次级线圈的匝数比有关，因此，正确选择开关电源变压器初、次级线圈的匝数比也是一个非常重要的因素。
开关电源占空比和开关电源变压器初、次级线圈的匝数比的正确选择涉及到对开关电源变压器初、次级线圈感应电动势的计算。
因此，下面我们先从分析开关电源变压器初、次级线圈感应电动势开始。
1.1占空比的定义占空比一般是指，在开关电源中，开关管导通的时间与工作周期之比，即：（1）式中：D为占空比，Ton为开关管导通的时间，Toff为开关管关断的时间，T为开关电源的工作周期。
对于一个脉冲波形也可以用占空比来表示，如图1所示。
在反激式开关电源中，开关管导通的时候，变压器次级线圈是没有功率输出的，如果把（1）中的D记为D1，（2）式中的D记为D2，则D1、D2有下面关系：1.2开关变压器初次级线圈的输出波形图2a是输出电压为交流的开关电源工作原理图。
为了便于分析，我们假说变压器初次级线圈的变压比为1:1（即N1=N2，L1=L2），当开关K又导通转断开时，变压器初级、次级线圈产生感应电动势为：（6）式中：为变压器初级线圈的励磁电流，由此可知，变压器初、次级线圈产生的反电动势主要是由励磁电流产生的。
开关电源复习题(微缩版本)
开关电源复习题一、单项选择题1）滤波电路中，滤波电容放电常数愈大，输出滤波电压愈高，滤波效果愈好；2）肖特基势垒二极管适合小电压大电流整流；3）总效率η= Pout / Pin ╳100%4）整流二极管的最大反向电压是指整流管不导电时，在它俩端出现的最大反向电压；5）倍压整流一般用在，输入电压小而输出电压大、输出电流不大的场合6）利用电感具有阻止电流变化的特点，在整流电路的负载回路中串联电感起滤波作用；7）在磁性元件中，一般Ae代表磁心的横截面积；8）在磁性元件中，一般Ac代表磁心的窗口面积；9）漏感是指没有耦合到磁心或其他绕组的电感量；10）交叉调整量是指一个输出端的负载变化时，使其他输出端电压波动大小；11）在开关电源工作方式中，哪种开关方式及经济又简单实用？反激12）在正激式开关电源中，一般占空比应为(35~45)%；13）反激式开关电路的功率ＭＯＳ管的Id 一般为2Pout/Vin(min)；14）在推挽式变换器电路中，一般都是由两个正激变换器电路工作在“推挽”方式下，及两个开关交替打开和关闭；15）在正激方式工作的开关电源，往往要增加一组绕组即励磁绕组，其主要作用是磁芯复位；16）设计正激式变换器时，应选用适当的磁芯有效体积，并选择空气隙，以免磁芯饱和；17）在开关电源中，使用功率MOS管而不是用晶体管或双晶体管，这是因为MOS管有很多性能上的优势，主要表现在高频状态下；18）每个开关电源中都有一个交流电压最大的节点，这个节点就是功率开关的漏极；19）开关电源的最佳布置的流程是：a）放置变压器或电感；b) 布置功率开关管电流环路；c) 布置输出整流器电流环路；d) 把控制电路与交流功率电路连接；e) 布置输入环路和输入滤波器；f) 布置输出负载环路和输出滤波器；20）开关电源的功率可由下式计算：Pin=Pout/ η这里的η是估计的开关电源效率；21）对于无源感性负载，功率因数就是电压和电流波形之间的相位差；22）磁粉心是一种铁心结构，是一种由几类材料复合而成的复合型铁心；23）负反馈电路的核心是一个高增益的运算放大器，称作电压误差放大器；24）在单端正激式变换器电路中，隔离器件是一个纯粹的变压器；25）变压器电压、电流及匝数的关系式为：Np/Ns=Vp/Vs=Is/Ip ；其中Np是：初级变压器的匝数；26）变压器电压、电流及匝数的关系式为：Np/Ns=Vp/Vs=Is/Ip ；其中Ns是：次级变压器的匝数；27）交叉调整量是电源一个或多个输出端负载变化时，对其他输出端电压的影响量28）功率开关部分的主要作用是把直流输入电压变换成脉宽调制的交流电压；29）每个开关电源内部都有4个环路，每个环路都是相互独立的，对布ＰＣＢ板非常重要功率开关管电流环路, 输出整流器电流环路,输入环路, 输出负载环路30）开关电源功率调整管工作于开关状态，它的变化效率高；二、多项选择题1）一般开关电源采用哪几种工作方式，列出其中四中正激、反激、推挽、半桥；2）电源工作的组织结构有哪几种高效谐振开关电源、线性电源、PWM 控制开关电源；3）典型的输入整流滤波电路由三到五部分组成他们是：EMI滤波器、启动浪涌电流限制器、浪涌电压抑制器、整流级、输入滤波电容4）制作电源需要考虑哪些因素是：重量和尺寸、功率的大小、输入及输出特性、成本；5）控制电路的主要组成部分是：驱动电路、调节器电路、并机均流电路、保护电路；6）功率MOS管驱动电路十分讲究，一般有：用TTL电路驱动、用线性电路驱动、用隔离变压器驱动7）开关电源的内部损耗大致可包括：开关损耗、附加损耗、电阻损耗、导通损耗；8）磁性非晶合金可以从化学成分上分为下列几类：铁基非晶、铁镍基非晶、钴基非晶、铁基纳米晶9）一般高频变压器除了具有初、次级间安全隔离的作用，还具有变压器和额流圈的作用；10）光电耦合器主要由发光二极管、光敏三级管元件构成；11）电容器是各种电子设备中不可缺少的重要元器件，它广泛用于抑制电源噪声、尖峰的吸收、滤波等多种场合；12）软开关电源工作方式的电路中，一般可分为零电压电路、零电流电路；13）UPS（不间断电源）按工作的原理可分为动态式、静态式；14）动态式UPS的主要组成部分是：整流器、电池、直流电动机、惯性飞轮、交流发电机15）每个开关电源内部都有四个电流环路，每个环路都要相互分开，它们是功率开关管交流电流环路、输出整流器交流电流环路、输入电源电流环路、输出负载电流环路；16）EMI滤波器的主要作用是滤除：开关噪声、输入线引入的谐波；17）在开关电源中使用的PWM控制的IC，一般具有下列特点：自动补偿、具有充放电振荡电路，可精确的控制占空比、工作电流低、内部具有参考电源18）整流器损耗可以分为：开通损耗、导通损耗、关断损耗部分；19）线性电源有并联式、串联式几种类型；20）通常与电源相关的附加功能是：与外部电源同步、输入低电压限制、紧急调电信号21）设计开关电源，选择最合适的拓扑形式主要考虑的因数是：输入输出是否需要变压器隔离、加在变压器一次侧或电感上的电压值是多大、通过开关管的峰值电流、加在开关管上的最高峰值电压22）开关电源优点主要集中在：安全可靠、体积小重量轻、稳压范围宽、功耗小23）开关电源的技术发展动向是：高效率、模块化、低噪声、抗干扰能力强24）设计开关电源主要考虑的步骤是：主电路形式的选择、开关的工作频率、功率器件的确定、控制电路的设计25）影响高频开关电源的主电路方案的因素是：输入输出电压、电流范围与半导体器件规格的配合；电路的可靠性，工作范围的适应性；减小体积、重量和提高效率；较小损耗可减小散热器的尺寸和重量；减小对电网的污染26）未来的开关电源发展的新技术有：同步整流方式的应用、均流技术的应用、功率因数的改善27）在开关电源中，所需的整流二极管必须具有正向压降低、快速恢复、足够的输出功率等特点；28）高频变压器的漏电感和肖特基蒸馏二极管的结电容在管子截至时，会形成一个谐振电路，它会引起瞬时过压振荡；29）为防止功率管（ＭＯＳ）截至期间烧坏，会增加ＲＣ吸收电路进行抑制，它们的形式是ABC；30）在隔离式开关电源中，使用光耦作为输入输出隔离，但必须遵循的原则是：所选的光耦器件必须符合国内或国际的有关隔离击穿电压标准、若用放大电路驱动光耦，必须保证它能够补偿耦合器的温度不稳定和漂移、所选的光耦器件必须有较高的耦合系数；31）PCB板合理的装配十分重要，应采取下列顺序装配：焊装小功耗电阻及小电容；装大功率电阻、安装IC、装高频变压器、装大体积的电容器、装MOS管32）通信类电源的要求很多，主要归纳为：杂音电压小、少污染、自动保护、电压准确和稳定、自动监测和集中控制三、判断题2）负载调整率就是负载电流从半载到额定负载时，输出电流的变化率；╳7）KA(UC)3844B控制芯片，是电压型PWM控制IC；╳12）在仪器或设备中出现EMI干扰应采用合理布局、机壳正确的接地处理，出现FRI干扰应采用滤波处理；╳16）在电源的输入电路中，浪涌抑制部分要放在EMI前，整流和滤波电容后，这样效果更好；╳17）高频变压器输出电压的大小与变压器的匝数成反比；╳19）过电压保护的目的是防止控制电路出现故障时，输出电流过高烧坏元器件；╳20）为了减少滤波电容的等效串联电阻，经常会把多个电容串联使用；╳22）不管是正激式开关方式还是反激式工作方式的电源中，制作变压器都要开一定的气隙以防止变压器饱和；╳24）铁氧体性能参数是由其本身的材料和体积决定的，因此在任意温度下其饱和磁通密度都是固定不变的；╳25）我们所说的电源的效率就是电源的输出功率对输入功率的比；╳26）为减小滤波电容的等效电阻（ESR），经常用多个电容串联；╳28）整流器的导通损耗就是指整流器通过电流时的损耗；╳四、问答：1、简述集成稳压器的分类及各类稳压器优缺点：答：集成稳压器按出线端子多少和使用情况大致可分为多端可调式、三端固定式、三端可调式及单片机开关式等几种。
开关电源参数计算(精)
1. 原理图2. 技术指标(1输入电压:185V AC~240VAC(2输出电压 1:+5VDC,额定电流 1A ,最小电流 750mA ; (3输出电压 2:+12VDC,额定电流 1A ,最小电流 100mA ; (4输出电压 3:-12VDC ,额定电流 1A ,最小电流100mA ; (5输出电压 4:+24VDC,额定电流 1.5A ,最小电流 250mA ;(6输出电压纹波:+5V,±12V :最大 100mV (峰峰值 ; +24V:最大 250mV (峰峰值(7输出精度:+5V,±12V :最大± 5%; +24V:最大± 10%; (8效率:大于 80% 3. 参数计算 (1输出功率:5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =⨯+⨯⨯+⨯= (3-1 (2输入功率:6581.2580%0.8out in P WP W === (3-2 (3直流输入电压: 采用单相桥式不可控整流电路(max240VAC 1.414=340VDCin V =⨯ (3-3 (min185VAC 1.414=262VDCin V =⨯(3-4(4最大平均电流:(m a x(m i n 81. 250. 31262inin in P W I A V V=== (3-5(5最小平均电流:(min(max81.250.24340in in in P WI A V === (3-6 (6峰值电流:可以采用下面两种方法计算,本文采用式(3-8的方法。
(minmax (min(min225581.251.550.4262out out out Pk C in in in P P P W I I A V D V V V⨯======⨯ (3-7min 5.55.581.251.71262out Pk C in P WI I A V V⨯==== (3-8 (7散热:基于 MOSFET 的反激式开关电源的经验方法:损耗的 35%是由 MOSFET 产生, 60%是由整流部分产生的。
buck变换器占空比和输出电压传递函数
Buck变换器是一种常见的开关电源电路，它通过控制开关管的导通时间来实现电压降低和稳定输出的功能。
而在设计和分析buck变换器时，占空比和输出电压传递函数是两个非常重要的参数，它们直接影响着电路的性能和稳定性。
一、占空比占空比是指开关管导通时间与周期的比值，一般以百分比表示。
在buck变换器中，占空比决定了开关管的导通时间和断开时间，进而影响电路的输出电压。
可以通过调节占空比来实现输出电压的调节和稳定。
1.1 作用在buck变换器中，占空比的大小直接决定了电路的输出电压大小。
增大占空比可以提高输出电压，减小占空比可以降低输出电压。
通过控制占空比可以实现对输出电压的精确调节。
1.2 理解在实际设计中，我们需要根据电路的输入电压、输出电压和负载特性来确定合适的占空比。
通常情况下，我们会根据要求的输出电压和输入电压的关系来计算出所需的占空比。
然后根据电路工作状态的要求和稳定性的考虑，可能还需要进一步调整和优化占空比。
1.3 实际应用在实际应用中，我们需要根据具体的需求来设计和选择合适的控制电路和控制算法来实现对占空比的精确控制。
还需要考虑到开关管的导通损耗和电感等元器件的特性，以确保电路的稳定和可靠工作。
二、输出电压传递函数输出电压传递函数描述了输入电压和输出电压之间的关系，它是分析和设计buck变换器的重要工具。
通过输出电压传递函数，我们可以清晰地了解电路的增益特性和稳定性。
2.1 表达输出电压传递函数通常以传递函数的形式表达，它可以描述电路的增益、带宽和相位等重要参数。
通过分析输出电压传递函数，我们可以快速了解电路的频率特性和稳定性。
2.2 影响buck变换器的输出电压传递函数受到电路拓扑结构、控制策略和元器件参数等因素的影响。
对输出电压传递函数的分析和理解可以帮助我们更好地掌握电路的性能和稳定性。
2.3 优化在设计和分析buck变换器时，我们可以根据输出电压传递函数的特性来选择合适的控制策略和参数设计。
开关电源的电感选择和布局布线
开关电源的电感选择和布局布线注意：所有下标的内容均用括斜弧代替，请读者留意！开关电源（SMPS， Switched-Mode Power Supply）是一种非常高效的电源变换器，其理论值更是接近100%，种类繁多。
按拓扑结构分，有Boost、Buck、Boost-Buck、Charge-pump等；按开关控制方式分，有PWM、PFM；按开关管类别分，有BJT、FET、IGBT等。
本次讨论以数据卡电源管理常用的PWM控制Buck、Boost型为主。
开关电源的主要部件包括：输入源、开关管、储能电感、控制电路、二极管、负载和输出电容。
目前绝大部分半导体厂商会将开关管、控制电路、二极管集成到一颗CMOS/Bipolar工艺的电源管理IC中，极大简化了外部电路。
其中储能电感作为开关电源的一个关键器件，对电源性能的好坏有重要作用，同时也是产品设计工程师重点关注和调试的对象。
随着像手机、PMP、数据卡为代表的消费类电子设备的尺寸正朝着轻、薄、小巧、时尚的趋势发展，而这正与产品性能越强所要的更大容量、更大尺寸的电感和电容矛盾。
因此，如何在保证产品性能的前提下，减小开关电源电感的尺寸（所占据的PCB面积和高度）是本文要讨论的一个重要命题，设计者将不得不在电路性能和电感参数间进行折中（Tradeoff）。
任何事物都具有两面性，开关电源也不例外。
坏的PCB布局布线设计不但会降低开关电源的性能，更会强化EMC、EMI、地弹（grounding）等。
在对开关电源进行布局布线时应注意的问题和遵循的原则也是本文要讨论的另一重要命题。
一开关电源占空比D、电感值L、效率η公式推导Buck型和Boost型开关电源具有不同的拓扑结构，本文将使用如图1-1、1-2所示的电路参考模型[1]：参考电路模型默认电感的DCR（Direct Constant Resistance）为零。
Buck/Boost型开关电源，伴随开关管的开和关，储能电感的电流波形如图1-3所示：从图中可以看到，电感的电流波形等价于在直流I(DC)上叠加一个I(P-P)值为ΔI的交流。
开关电源题库整理
一、填空题1.按稳压电路实现的方法不同，稳压电源可分为三种：线性稳压电源、相控稳压电源、开关稳压电源。
2.在电源维护规程中，要求正弦畸变率小于 5 %。
3.直流供电系统是由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备和相关的配电线路组成的总体。
4.直流配电屏按照配线方式不同，分为低阻和高阻两种。
5.一般情况下，通信机房直流电源使用的电池组( 48V)的浮充电压为53.5 V 。
均充电压为56.4 V。
6.通信电源中的接地系统按用途可分为：工作接地、保护接地、防雷接地。
7.通信电源一般采用阀控式密封铅酸蓄电池作为备用电源，通信电源一般需要___24_节单体电池串联组成 48V 电池组。
8.TRC 指时间比例控制，其三种实现方式为：脉冲宽度调制方式、脉冲频率调制方式、混合调制方式。
9.蓄电池的浮充电压一般需要随环境温度的增高而减小。
10.高频开关电源由于工作频率高，所以变压器和滤波元件的体积和重量小。
11.维护规程中电源设备故障的基本定义是： 1、电源设备无法供给通信设备所要求的标称电源， 2、电源设备所供给的电源指标达不到通信设备的要求。
12.直流工作地的线径由负载设备决定13.整流模块输入交流电，输出直流电14. 目前，通信电源电压等级主要有-48 V 、24 V 两种。
15.在通信电源监控中，四遥功能指：遥控、遥调、遥测、遥信。
16.对通讯局(站)动力系统，常用后备电源有柴油发电机组、蓄电池组、两种。
17.通信基站接地电阻应小于 4 欧姆。
18.分流器/霍尔器件是用于在线检测电流。
19.为了提高通信电源的安全运行稳定性，通信电源的机壳一般要有良好接地。
20.三相交流电 A、B、C 相分别用黄、绿、红三种颜色表示相序，零线一般用黑色做标记。
为了便于维护，直流电源的汇流排通常涂以色标，正极母排涂红色，负极母排涂兰色。
21.现代通信电源运行时，零线与保护地之间的电压的测量值一般应小于 2 V。
高手告诉你：占空比真的越大越好吗？
高手告诉你：占空比真的越大越好吗？
占空比是我们在电子电路设计当中经常会遇到的一个数值。
所谓占空比，就是指正电平在一个周期内所占的时间比率，如果方波的占空比为50%，那幺占空比就为0.5，正电平所占的周期为0.5个周期。
很多新人在学习期间会认为占空比做的越大越好，因为占空比越大，就意味着效率越大、波纹越小。
但实际上占空比在0.3到0.45之间是最佳的。
那幺占空比为什幺不是越大越好呢?
这里我们先来看一个例子：220V+-20%输入电源，整流后为240V~360V。
单端反激式电源中产生的反向电动势e=170V，则脉冲信号的最大占空比为170/(170+240)=41.5%。
正常情况下，我们所说的反激最大占空比值在47%左右，不会大于50%。
我们先来看下面这个公式：
Dmax=Vor/(Vor+VDCmin-Vds(ON))
在式中，Vor为反射电压，80~135V，常规下取默认值110V。
VDCmin指的是母线上最低直流电压，这个只与输入交流值有关。
Vds(ON)指的是开关管导通时开关管DS两端压降，通常在10V以下，并与MOSFET的Rds以及负载有关。
当负载变大的时候，这个压降也会变大，而轻载的时候就会小一些。
所以占空比是无法达到100%的。
当然决定占空比大小的数值也绝非这一点，在早期的反激电源中，都是使用低耐压的开关管。
如600V或650V作为交流220V输入电源的开关管，也许与当时生产工艺有关，高耐压管子，不易制造，或者低耐压管子有更合理的导通损耗及开关特性，像这种线路反射电压不能太高，否则为了使开关管能够工作在安全范围内，吸收电路损耗的功率也是相当可观的。
开关电源初始占空比
开关电源初始占空比1. 什么是开关电源的初始占空比？开关电源是一种将直流电转换为交流电的电源设备。
初始占空比是指开关电源在开关动作之初，输出波形中高电平与周期的比值。
在开关电源工作的初期，为了确保工作的正确性和稳定性，需要设置一个合适的初始占空比。
2. 初始占空比的重要性初始占空比直接影响到开关电源的工作效率、输出波形的稳定性以及电源的寿命。
合理设置初始占空比可以提高开关电源的效率，减少功耗，并降低电源温度。
同时，初始占空比的合理选择还可以避免输出波形的失真和谐波的产生，保证输出波形的稳定性和纹波的小幅度。
3. 初始占空比的调整方法调整开关电源的初始占空比可以通过以下几种方法实现：3.1 脉宽调制脉宽调制（PWM）是一种常用的方法，通过调整开关管的导通时间和截止时间，从而改变初始占空比。
在开关电源中，一般采用固定频率的高单位占空比的脉宽调制方式，可以提高开关电源的工作效率。
3.2 错位导通在开关电源的输出端引入一个相位差，使得开关元件不同时导通，并控制两个开关元件的导通时间差来实现初始占空比的调整。
这种方法适用于相对较小的调整范围。
3.3 渐变控制渐变控制是一种通过逐渐改变开关管导通时间和截止时间来实现初始占空比的调整方法。
在开关电源工作的初期，通过逐渐增加导通时间和减小截止时间，来逐步提高初始占空比。
4. 初始占空比的选择因素选择合适的初始占空比需要考虑以下因素：4.1 输入电压范围开关电源的输入电压范围会影响初始占空比的选择。
在输入电压较低的情况下，需要增加占空比来提供足够的电流输出。
4.2 输出负载输出负载的大小也会对初始占空比产生影响。
负载较大时，需要增加初始占空比以确保输出电流的稳定性和输出功率的满足。
4.3 工作环境温度工作环境温度的高低也会影响初始占空比的选择。
在高温环境下，需要适当降低初始占空比，以避免温度过高导致的损坏和故障。
4.4 电源稳定性初始占空比的选择还要考虑电源的稳定性要求。
占空比d与电感的关系公式
占空比d与电感的关系公式说到电路，特别是涉及到占空比和电感的关系，嘿，大家的脑袋里是不是已经开始冒烟了？其实啊，搞明白这个东西并不难，只要你抓住一点，剩下的基本上就能靠直觉推理了。
别担心，我们慢慢来，就算是小白也能听懂。
占空比，说白了，就是电流开关的时间比例，简单点讲，电流开关“开”了一段时间，和它“关”掉的时间比起来，就叫做占空比。
比方说，你让开关工作了5秒钟，停了2秒钟，那占空比就是5秒除以（5秒+2秒），大概就是71%。
换句话说，占空比越大，电流“开”的时间越长，“关”的时间就越短，电流流得更狠。
而占空比越小，开关“关”的时间多，电流就有点像慢慢流淌的河水，不急不躁。
电感又是个什么东西呢？嘿，它就是我们电路中的一个小角色。
想象一下，你用力甩一个弹簧，它会怎么做？它会想办法反抗，弹回来。
电感其实也类似，它是电流变化的“反抗者”。
当电流想快速变化时，电感就会“拦路”，想办法让电流变得更平稳。
这种反抗力和占空比又有什么关系呢？首先呢，我们要理解的是，电感并不喜欢电流变化太快。
电流一改变，电感就开始忙碌，试图把变化拉平。
这就是为什么在开关电源中，我们常常会看到电感配合占空比的变化。
你可以想象，占空比大了，电流“开”的时间长，电感就有更多的时间来“反抗”，让电流变化不那么剧烈。
反之，占空比小，电流“开”的时间短，电感的作用就没那么明显，电流可能变化得比较快。
好啦，先把电感和占空比这两个人物的性格搞清楚了。
现在，我们来聊聊它们俩是怎么相互作用的。
你看，电感的作用不仅仅是减缓电流变化，它还和占空比密切相关。
占空比大了，电流的“开”时间长，电感也就有更大的时间去发挥作用，给电流“降温”，避免电流过猛。
反过来，占空比小了，电感的“时间”就缩短，电流就容易快速变化，这样一来，电感也没法完全起作用了。
说白了，占空比和电感就像是两个人在跳舞，步伐一致，舞姿才好看。
如果占空比太大，电感来不及“跟上”，电流变化会很激烈；如果占空比太小，电感反倒成了“闲人”，也起不到多少作用。
buck电路占空比计算公式
buck电路占空比计算公式在电力电子领域，Buck电路（也称为降压转换器或降压型开关电源）是一种常见的电路拓扑结构。
它通过将输入电压降低到输出电压，实现电能的转换和调节。
在Buck电路中，占空比（duty cycle）是一个重要的参数，它用于描述开关管导通时间与周期之比，即开关管导通时间占周期时间的比例。
占空比的计算公式与Buck电路工作原理密切相关。
以下是Buck电路占空比的计算公式推导及详细说明。
Buck电路由开关管、电感、二极管和负载组成。
典型的Buck电路工作原理如下：1.导通状态（开关管导通）：当开关管导通时，电流从输入电源通过电感L流入负载，并储存于电感中。
此时二极管处于反向偏置，不导电。
2.关断状态（开关管关闭）：当开关管关闭时，电感中储存的电流无法继续通过开关管，但可以通过负载和二极管形成回路，继续供电给负载。
根据上述工作原理，可以推导Buck电路的占空比计算公式如下：1. 假设开关管导通时间为Ton，关断时间为Toff，则一个完整的周期T的时间可以表示为T = Ton + Toff。
2.根据电感的特性，导通状态下的电流变化率可以表示为：dI(t)/dt = Vin / L - I(t) * (R / L)其中，I(t)为电感中的电流，Vin为输入电压，L为电感的感值，R为电路的等效电阻（包含电感内阻、导线电阻等）。
3.当开关管导通时，电流线性增长，根据电流变化率的微分方程可得：I(t) = Vin * (1 - exp(-t * (R / L)))4. 通过电感等效电感、电路等效电阻等参数计算，可以得到导通状态下电流Iton。
5. 同样地，在关断状态下，电流线性下降，可以得到关断状态下的电流Ioff。
6. 根据电路的能量守恒原理，可以得到Iton * Ton + Ioff * Toff = 0。
即导通状态和关断状态下的平均电流之和为零。
7. 由于平均值为零，可以得到Ioff = -Iton * (Ton / Toff)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
开关电源占空比的选择与开关变压器初次级线圈匝数比的计算作者：陶显芳发布时间：2011-07-04文章来源：华强北·电子市场价格指数浏览量：61929下面是开关电源设计务必掌握的知识1、开关电源占空比的选择与计算2、开关变压器初次级线圈匝数比的计算希望从事开关电源设计的工程师对此感兴趣概述：占空比是脉冲宽度调制(PWM)开关电源的调制度，开关电源的稳压功能就是通过自动改变占空比来实现的，开关电源的输出电压与占空比成正比，开关电源输出电压的变化范围基本上就是占空比的变化范围。
由于开关电源输出电压的变化范围受到电源开关管击穿电压的限制，因此，正确选择占空比的变化范围是决定开关电源是否可靠工作的重要因素；而占空比的选择主要与开关电源变压器初、次级线圈的匝数比有关，因此，正确选择开关电源变压器初、次级线圈的匝数比也是一个非常重要的因素。
开关电源占空比和开关电源变压器初、次级线圈的匝数比的正确选择涉及到对开关电源变压器初、次级线圈感应电动势的计算。
因此，下面我们先从分析开关电源变压器初、次级线圈感应电动势开始。
1.1占空比的定义占空比一般是指，在开关电源中，开关管导通的时间与工作周期之比，即：（1）式中：D为占空比，Ton为开关管导通的时间，Toff为开关管关断的时间，T为开关电源的工作周期。
对于一个脉冲波形也可以用占空比来表示，如图1所示。
在反激式开关电源中，开关管导通的时候，变压器次级线圈是没有功率输出的，如果把（1）中的D记为D1，（2）式中的D记为D2，则D1、D2有下面关系：1.2开关变压器初次级线圈的输出波形图2a是输出电压为交流的开关电源工作原理图。
为了便于分析，我们假说变压器初次级线圈的变压比为1:1（即N1=N2，L1=L2），当开关K又导通转断开时，变压器初级、次级线圈产生感应电动势为：（6）式中：为变压器初级线圈的励磁电流，由此可知，变压器初、次级线圈产生的反电动势主要是由励磁电流产生的。
我们从（5）可以看出，当变压器初、次级线圈的负载电阻R很大或者开路的情况下，变压器初、次级线圈产生的感应电动势峰值是非常高的，如果这个电压直接加到电源开关管两端，电源开关管一定会被击穿。
为了便于分析，我们引进一个半波平均值的概念，我们把Upa、Upa-分别定义为变压器初、次级线圈感应电动势正、负半周的半波平均值。
半波平均值就是把反电动势等效成一个幅度等于Upa或Upa-的方波，如图2b中的Upa-所示。
1.3反激式变压器初次级线圈的输出波形图3a为反激式开关电源的工作原理图，图3b为反激式开关电源变压器初、次级线圈的波形（N1=N2时）。
图中的Ui、uL1、uL2、Up、Upa、Upa-、Ua、Ua-等前面都已经介绍过，图3中只多了一个整流滤波输出电压Uo。
所谓反激式开关电源，就是电源开关管导通时，开关电源无功率输出，仅在电源开关管截止时才有功率输出。
在反激式开关电源中，由于整流二极管以及储能滤波电容的作用，它会把变压器初、次级线圈产生的反电动势进行平均，使峰值脉冲电压Up（Up-）被平均成半波平均值Upa（Upa-），这相当于限幅的作用，因为充满电的电容相当于一个电压等于Uo的电池。
这种限幅作用是假说开关电源变压器初、次级线圈没有漏感的情况下才能成立。
1.4占空比的选择和计算1、图4a中uL1为变压器初级线圈N1产生的反电动势，蓝、红色箭头分别表示开关接通和关断时，感应电动势的方向。
2、图4b蓝色为开关接通时变压器初级线圈N1产生的感应电动势波形；红色为开关关断时N1产生的感应电动势波形。
在图4b中，由于变压器存储的能量和释放的能量相等，所以蓝色波形的面积等于红色波形的面积。
即：Upa-×Ton=Upa×Toff 或Ui×Ton=Upa×Toff把占空比：待入上式就可以求得：Upa = ( Ui＋Upa )×D (7)（7）式就是我们用来选择和计算占空比D的关系式。
由图4a和图4c可以看出，（7）式括弧中的值（Ui＋Upa）正好就是电源开关管两端的电压，电源开关管的耐压有限，因此，开关电源的最大占空比要受到电源开关管的最高耐压BVm值的限制。
在实际应用中，由于变压器初级线圈的漏感是不能忽视的，因为，这个漏感产生的反电动势不能通过次级整流滤波电路对其进行限幅。
从（5）式可知，这个反电动势的峰值非常大。
因此，在变压器初级线圈回路中还要另设一个限幅电路，如图5所示。
中L0为变压器初级线圈的漏感（一般为5~10%，与初次级线圈的绕法有关），L0产生的反电动势会迭加在初级线圈L1产生的半波平均值电压上。
通过D1、C1、R1的作用可以对L0产生的反电动势进行限幅，其半波平均值的大小，可以通过调整R1和C1的大小来改变，使之不要超过L1产生的半波平均值的5%。
如果把漏感L0产生的反电动势也一起进行考虑，当输入电压为最大值时，上面（7）式应该改写为：Upm = (Uim＋Upm)Dmax (8)（8）式中，Upm为变压器初级线圈产生感应电动势的最大峰值，当采用图5所示限幅电路之后，Upm的值就等于初级线圈L1和L0分别产生反电动势的半波平均值之和。
此值与漏感大小有关，Upm大约比无漏感时的Upa大5~8%。
如果把上式括弧(Uim＋Upm)中的值换成BVm，则（8）式又可以改写为：Up m = BVm×Dmax (9)（9）式中，BVm=（Uim＋Upm），为电源开关管的最高耐压，Dmax为：当输入电压为最大值（Uim），且改变占空比使电源开关管两端电压达到最高耐压值时，此时占空比所能达到的最大值，即极限值。
值得指出的是：占空比是随着输入电压变化而变化的，当输入电压为最大值时，此时动态变化的D应该为最小值Dmin，但（9）式中的极限值Dmax则另有意义，它表示：当输入电压为最大值，且此时的占空比D也达到极限值Dmax时，电源开关管将会过压被击穿。
因此，实际工作中的最小占空比Dmin 应该比（9）式中的Dmax小好多，一般取Dmin =0.7 Dmax较为合适。
由此我们可以得出结论：在设计反激式开关电源时，可根据（8）式和（9）式来计算占空比Dmax的最大值。
1.5 占空比计算举例设计一个反激式开关电源，，求开关电源的最小占空比Dmin。
第一步，求极限占空比Dmax：Upm = BVm×Dmax——（9）已知：Uim = 260×1.414 = 368（V）；BVm= 650V；（1.414是指空载时整流滤波后电压是输入电压的1.414倍，满载是为1.2倍）Upm = 650－368 = 284（V）把上面结果代入（9）式：Upm = BVm×Dmax得：284 = 650×Dmax，即：Dmax = 0.437第二步，求最小占空比Dmin：在实际应用中，为了安全，最小占空比Dmin最少要比极限占空比Dmax多留30%的余量，由此可求得：Dmin = Dmax×0.7 = 0.437×0.7 =0.306 (10)以上计算方法在开关电源设计过程中经常用到，请大家参考。
2.0 开关变压器匝数比的选择与计算在反激式开关电源中，输出电压不但与占空比有关，而且还与开关变压器初、次级线圈的匝数比有关，而开关变压器初、次级线圈的匝数比是不可变的，一旦极限占空比Dmax或最小占空比Dmin确定之后，开关变压器初、次级线圈的匝数比也就确定了。
由于变压器次级线圈输出脉冲经整流滤波后，电解电容会对输出脉冲电压起到平均的作用，如果忽略整流二极管的压降以及电压纹波，开关电源的整流输出电压Uo基本就等于输出脉冲的半波平均值Upa。
因此前面（7）式可以改写为：Uo=Upa =（ nUi ＋Upa ）×D (11)而（8）式则可以改写为：Uo = Upm = Upa = (nUim＋Upa) Dmin (12)（11）和（12）式中的n为开关变压器初、次级线圈的变压比。
开关变压器的变压比n与匝数比N两者在数值上稍有区别，两者进行转换时要考虑变压器的工作效率。
上面两式就是我们用来计算反激式开关电源变压器变压比的公式。
2.1 开关变压器匝数比计算举例设计一个反激式开关电源，输入电压最大值为AC260V，输出电压为DC24V；假设，电源开关管的最大耐压为650V，求开关电源的最小占空比Dmin和开关变压器初、次级线圈的匝数比N。
说明：整流二极管压降为1V，整流输入/输出: AC/DC = 1.2。
第一步，最小占空比Dmin在前面例子中已经求得：Dmin = Dmax×0.7 = 0.437×0.7 = 0.306 ——（10）第二步，求变压比n : Uo = (nUim＋Uo)Dmax——（12）已知：Uo = 24＋1（V），Uim = 260×1.2 = 312（V），Dmax = 0.306，代入（12）式得:Uo = (nUim＋Uo)Dmax = (312n＋25)×0.306 = 25（V）由此求得：n = 0.18，这个结果还应该把变压器的转换效率以及输出纹波考虑进去，设两者的工作效率为90%，则实际应用中的匝数比N应为：N= n/0.9 =0.18/0.9 =0.2 ——（13）以上计算方法在开关电源设计过程中经常用到，请大家参考。
开关电源设计总结第一步：根据最高输入电压Uim和电源开关管的最高耐压BVm，计算极限占空比Dmax及最小占空比Dmin：Upm = (Uim＋Upm)Dmax 或Upm = BVm×Dmax，Dmim=0.7 Dmax式中：Upm为变压器初级线圈产生感应电动势的最大峰值，Upm= BVm－Uim第二步：根据最高输入电压Uim和最小占空比Dmin计算开关变压器初、次级线圈的变压比n，然后求匝数比N：Uo = (nUi＋Uo)D 或Uo = (nUim＋Uo)DminN= n/0.9式中：Uo为变压器次级线圈输出电压（半波平均值），n为变压器初、次级线圈的变压比，N 为变压器初、次级线圈的匝数比；0.9为变压器及滤波电路的工作效率。
D: 占空比T: 为开关电源的工作周期。
Ton: 为开关管导通的时间，Toff :为开关管关断的时间Upa: 为变压器初级线圈感应电动势正半周的半波平均值Upa-: 为变压器初级线圈感应电动势负半周的半波平均值Ui: 输入电压Upm ：为变压器初级线圈产生感应电动势的最大峰值，当采用图5所示限幅电路之后，Upm的值就等于初级线圈L1和L0分别产生反电动势的半波平均值之和Bvm：为电源开关管的最高耐压Dmax：：最小占空比N：开关变压器的匝数比n：开关变压器的变压比Uim；当输入电压为最大值Upa = ( Ui＋Upa )×DUpm = (Uim＋Upm)Dmax…Upm = Bvm×DmaxBVm=（Uim＋Upm）Dmin =0.7 DmaxN= n/0.9Uo = (nUi＋Uo)D（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。