伏秒积求DC/DC的输入与输出之间公式(以反激为例):Ton与Toff两个状态下分别求变压器某一边电感两端的电压,下边以源边为例进行物理分析和数学推导。

Ton期间 ----主Mos(图中左下)导通,源边电感电压上正下负,源边电感上边对地的电压为Vin,电感下边对地的电压为0,所以该状态下电感两端电压为Vin-0=Vin;

Toff期间  ---主Mos (图中左下)截止,源边电感电压下正上负,源边电感上端连接源正,则对地电压始终为Vin,而电感下端对地电压等于Vin+反射电压=Vin+nVo,所以该状态电感两端电压= (Vin+nVo)-Vin = nVo,n为源边/副边的匝数比 。

根据伏秒积平衡原则(导通时的伏秒积=截止时的伏秒积),求电感两端电压的伏秒积,则有 Ton * Vin = Toff* nVo,前面的是物理原理,后面的就是数学运算,式中两端同时除以周期Ts,则得到 Ton/Ts *Vin = Toff/Ts *nVo,Ton/Ts 叫做占空比D,则Toff/Ts=1-D。则式子也可记作 D*Vin = (1-D)nVo,则求得D=nVo/(Vin+nVo)。

这里说明下,Toff期间源边电感下端的电压为什么是Vin+nVo?首先,基础电压Vin好理解,因为MOS断开,没有通路,电感上端与下端都有基础电压Vin。至于反射电压nVo,因为Toff期间图中右侧副边电感有电流,顺着铁氧体二极管方向,根据电生磁法拉第原理,副边电感有电流则会产生磁场,由于副边电感电流是在均匀变化的(1次型斜线),则产生均匀变化的磁场,由根据磁生电的麦克斯韦理论,均匀变化的磁场会产生恒定的电动势,则副边会对源边产生恒定大小的电动势。然后再分析其大小,因为整流过程,副边MOS压降很小,线路上的压降也很小,所以副边电感上电压几乎等于Vo,且上正下负,根据变压器原理,则对源边的感应电压=nVo,根据同名端关系,则反射电压是叠加到源边电感的下端。所以得到源边电感下端电压= 基础电压(Vin) + 反射电压(nVo)

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