整理与王老师对话讨论反激式开关电源

网友：
王老师，您好！我是开关电源的学习者，和你一样是自学的，我看书看了蛮多，现在感觉乱乱的，整理不出一个思路来了，因为动一下这个参数，那个又动了，就像你说的一样，每个参数都有影响。然后又有很多地方想不明白的，虽然是小问题，但是积累多了就是大问题了，以后想向你多请教一下。就比如说：
反射电压：VoR ＝N•Vo;
占空比：D = VoR /( Vin +VoR);
导通时间：Ton = D•T
比如我现在设计的24v 5A的输出，而且我现在匝数比N为3，那是不是反射电压VoR就固定了呢，如果VoR固定了，那占空比是不是也被固定了呢，但是这样不对了呀？
如果我反过来的推导上也是不合理呀。
如果这样的话，那应该有最大占空比和最小占空比了是吧？
期待王老师的回答，虽然我感觉只是小问题，O(∩_∩)O谢谢

王老师：
首先，公式D = VoR /( Vin +VoR)是由磁复位的条件而推出，即开关管导通时的伏秒积与次级二极管导通时的伏秒积应相等。并且推导此公式时隐含了一个条件：T=Ton+Toff，即临界状态；
假定在最低输入电压时，开关电源处于临界状态下，用该公式计算最大占空比；反过来，你若按此最大占空比进行设计，实际设计出的电源就应在最低输入电压，最大负载时，实测的占空比接近你的计算值：Dmax；并且在整个输入电压变化范围内反射电压应接近你当初选定的：VoR；
“-------如果VoR固定了，那占空比是不是也被固定了呢？”，VoR确实是固定（如果Uout不变），但是，Vin不固定，所以D是变化的，不过此时不一定T=Ton+Toff；在负载不变的情况下，当输入电压增加时，D是减小的；可用示波器明显看出来；当输入电压最大并且负载最轻时，D应是最小的；同样当输入电压不变时，负载越重，D越大；这些变化都是控制电路自动调节，保持开关管导通时的伏秒积与次级二极管导通时的伏秒积应相等，即：△B增=△B降。

网友：
王老师，首先先感谢你在百忙中抽出时间来回答我的疑惑，谢谢！对于你的回答我这两天有空闲的时候一直在思考，得出了一个结论，需要你验证一下是否是正确的：
假设输入电压DC:240~374V 输出电压DC：24V 5A 现在我取VoR=160V 那么最大占空比Dm = 0.8VoR /( Vin +VoR)=0.32 正如你上面说的，此占空比是实际设计出的电源在最低输入电压，最大负载占空比。
而实际上我接的是220C AC，即：310V DC，那么占空比Dm = 0.8VoR /( Vin +VoR)=0.27 问题：
此时占空比是不是在最大负载的情况下，即：在调试的时候，我慢慢的加重负载，D饿就越来越大，是不是当D达到0.27的时候，说明已经达到了最大负载（满载），如果继续加重负载，则会超出电路本身所能承受的范围，使电路损坏。是这个道理吗？（问这个问题主要是现在我调试的时候，不知道什么时候是电路所能承受的最大负载，往往不小心把负载调得太小了，从而出现不良反应）
新的问题：
由VoR去确定N时，对于VoR的选取，除了于开关管的耐压值有关外，还应注意哪一些地方，即：怎样确定VoR才是最合适的？
确定出来的N，有时候可以大一点，有时候小一点，那么N或大或小，它们的利于弊分别是什么呢？怎样折中选取？（也是对你所说的：匝数比一定要选择合适，以使电路达到优化，这句话的解释）
其实我觉得两个问题应该是综合起来考虑的。
当电路工作在连续模式的时候，是不是很容易使磁芯形成逐次积累式饱和，一旦磁芯饱和，开关管瞬间就会损坏？如果是的话，那么连续模式就是很危险的咯。

还有就是，Upk---漏感所产生的电压一般怎样确定的？因为要确定开关管的耐压值。

最后要说的是，在你的反激式开关电源设计的思考六－变压器设计实例中，计算Np的时候，根据公式结果应该是2.52才对，现在你是252匝，那意思是说还乘上了100，那么100是从哪一个参数的单位换过来的，我看了好久，不知道是哪一个参数中多100出来的？

期待下一次回答，O(∩_∩)O谢谢！

王老师：
“240V：Dm = 0.8VoR /( Vin +VoR)=0.32; 310V:那么占空比Dm = 0.8VoR /( Vin +VoR)=0.27;”
最大负载你应知道，先不考虑0.2T的死区时间，若240V：Dm = VoR /( Vin +VoR)=0.4;即：240V最大负载时：应处于临界状态，且D=0.4;那么Vin>240V时，且为最大负载时，就应处于DCM状态;若Vin=310V DC ,那么此时的D<160/(160+310)=0.34，因为这个公式隐含条件为T=Ton+Toff，而此时为：T=Ton+Toff+Tdead;你如果调整负载使D等于0.34；Ic就可能达到你设定的限流值，强迫让开关管关断，阻止D进一步升高；若没设计开关管过流保护电路，那△B就会大于你的设计值，就会向饱和区靠近。
自己设计开关电源你一定知道：Pmax，Pmin，Vinmax，Vinmin；最小负载也应稳定工作，若在最小负载时，电路不稳定，就需要调节相位补偿元件，提高在最轻负载时的相位裕度；若调节相位裕度无很大改善时，就需在最小负时，就要人为并一个电阻；负载太小或开路时，可能会使开关管击穿；我设计80W输出48V电源时，判断负载开路时会自动并上一个510欧的电阻,防止Vout太高，使Vor太高，而损坏开关管；
另自激式开关电源在整个输入电压范围内均工作在临界状态，你的推断成立，只是要取掉0.8这个系数；RCC开关电源，D与负载电流，而与输入电压有关，但负载电流会改变振荡频率。
反激式开关电源：开关管导通时，充磁能；截止时，放磁能；那么就应让一半时间充，另一半时间放，以使能量不积累，磁性可复位；为了保险让放的时间长一点；因此Dmax<=0.45;而不选择0.5；
N的大小会影响输入电压范围；Dmax是按输入电压最低负载最大时选的，当输入电压最大时，D不要太小，否则开关管的设计导通时间会小于开关管的反应速度，出现该关时关不断，而失控；VoR去确定N是在输入电压很高，开关管耐压有限时必须考虑的因素；当低压输入时只要在0.45—0.10就可以，注意开关频率，若Vinmax时，0.1T和开关管的频率参数接近时，就要大于0.1而取0.15—0.2等；
关于连续模式与断续模式，举个例子：有个水桶，DCM：水桶里是空的，Ton时，倒入70%的水;Toff时倒出70%的水；CCM: ：水桶里有20%的水，Ton时，倒入50%的水增至70%;Toff时倒出50%的水，降至20%；如果控制得好，水一直不会溢出来，而且还有30%的余量；只是DCM时△为70%，CCM时△为50%；
Np=380*0.28/(42.2mm^2 *0.2 *50*10^3)
Np=380*0.28/(42.2m^2 *10^-6*0.2 *50*10^3)=252；笔误出在平方毫米与平方米单位换算时错误；应乘10的负6次方，而非10的负3次方；

网友：
O(∩_∩)O谢谢王老师，不过好像漏了一个问题，就是Upk---漏感所产生的电压一般怎样确定的？因为要确定开关管的耐压值。

王老师：
漏感所产生的电压很难确定；
我一般这样处理：
开关管耐压> Uinmax + 1.4 * Vor + 余量(50V至150V)；
其中：１.４* Vor=TVS管的稳压值；用来选取TVS管；
若输入电压比较低(比如:12--48V)，就不用考虑开关管的耐压值(满足该耐压的开关管很容易选择，而380V三相输入时，较低价格的合适开关管就不那么好找)，直接选择合适的Dmax即可；
转自王老师文章