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输入计算

数学公式

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结果

输出电压
4
伏特(V)
匝数比(Ns/Np) 0.5
占空比项 D/(1−D) 0.6667

什么是反激变换器计算器?

反激变换器(Flyback Converter)是一种隔离型 DC–DC 开关电源拓扑:开关导通期间,能量储存在耦合电感(变压器)中;开关关断期间,再把这些能量传递到输出端。本计算器基于连续导通模式(CCM),通过输入电压、变压器匝数比和开关占空比这三个参数,估算稳态下的输出电压。

反激变换器电路,包含初级绕组Np、开关、次级绕组Ns、二极管和输出电容
反激变换器的基本拓扑,展示耦合电感、开关和输出级。

使用方法

填入输入电压 Vin、占空比 D(取值在 0 到 1 之间,例如 0.4 表示开关在每个周期内导通 40% 的时间),以及变压器原边匝数 Np 和副边匝数 Ns。计算器会给出理想输出电压,同时显示匝数比和占空比项,方便你核对计算过程。

公式详解

核心计算公式为:

$$V_{out} = \text{Vin} \cdot \frac{\text{Ns}}{\text{Np}} \cdot \frac{\text{D}}{1 - \text{D}}$$

其中 \(\text{Ns}/\text{Np}\) 反映了变压器原副边绕组对反射电压的变换比例,而 \(\text{D}/(1-\text{D})\) 则描述了 CCM 模式下励磁电感上的伏秒平衡关系。当 \(\text{D}\) 趋近于 1 时,输出电压会急剧上升——这也是实际设计中始终把 \(\text{D}\) 控制在远低于上限值的原因。

开关导通时间D与关断时间1减D的时序波形,显示电感电流的上升与下降
在D期间开关储存能量;在1−D期间该能量传递到输出。

计算示例

假设 \(\text{Vin} = 12\,\text{V}\),\(\text{D} = 0.4\),\(\text{Np} = 10\),\(\text{Ns} = 5\)。则匝数比为 \(5/10 = 0.5\);占空比项为 \(0.4/(1-0.4) = 0.4/0.6 = 0.6667\)。因此 $$V_{out} = 12 \times 0.5 \times 0.6667 = 4\,\text{V}$$

常见问题

这个结果考虑损耗了吗?没有。这里给出的是理想 CCM 下的关系式。实际变换器会因二极管压降、绕组电阻和漏感而产生电压损失,所以实测输出会略低于计算值。

占空比应该取多少?大多数反激设计在标称输入下会把占空比控制在 0.3 到 0.5 之间,以预留调节裕量并减小变压器复位时的应力。

这个公式在 DCM 下适用吗?\(\text{D}/(1-\text{D})\) 形式仅适用于连续导通模式(CCM)。断续导通模式(DCM)的传输函数与负载相关,需要使用另一套公式来计算。

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