占空比之疑惑

我們都知道在CCM模式下

反激變換公式: Vo=(Ns/Np)*Vin*D/(1-D)

正激變換公式: Vo=(Ns/Np)*Vin*D

從上面公式可以得出輸出的電壓Vo和D有關(guān)系,和負(fù)載大小沒(méi)有關(guān)系,可以這樣理解嗎?

如果是這樣,當(dāng)負(fù)載突然加重的時(shí)候,那么控制器調(diào)的是什么呢? 如果調(diào)大占空比D,則會(huì)影響到Vo. 如果什么都不調(diào),那輸出怎么變化的呢?

請(qǐng)指點(diǎn),謝謝!

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yangxi

LV.6

2010-01-05 14:04

負(fù)載突然加重,調(diào)的還是D啊!因?yàn)閂O在負(fù)載加重時(shí)會(huì)下降.

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qwaszx01

LV.2

2010-01-05 14:13

@yangxi

負(fù)載突然加重,調(diào)的還是D啊!因?yàn)閂O在負(fù)載加重時(shí)會(huì)下降.

問(wèn)題是按公式的話,假設(shè)D變大了,則Vo也變了,而Vo是需要不變的.

難道公式是錯(cuò)的,還是理解有問(wèn)題?

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qwaszx01

LV.2

2010-01-05 15:21

@yangxi

負(fù)載突然加重,調(diào)的還是D啊!因?yàn)閂O在負(fù)載加重時(shí)會(huì)下降.

你講的,我明白,也知道負(fù)載加大使電壓掉下來(lái),使得控制器去調(diào)節(jié)占空比.

但你清楚公式嗎,公式是正確的嗎?

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ytdfwangwei

LV.8

2010-01-05 15:29

公式是理想情況下的，而理想情況跟實(shí)際情況是有區(qū)別的。

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qwaszx01

LV.2

2010-01-05 15:51

@ytdfwangwei

公式是理想情況下的，而理想情況跟實(shí)際情況是有區(qū)別的。

這和公式理想不理想毫無(wú)關(guān)系, 因?yàn)楣绞腔镜闹笇?dǎo).

換句話說(shuō), 什么不理想會(huì)顛覆公式,你真的明白嗎?

對(duì)不起,我說(shuō)話比較直接,如果有得罪各位的,請(qǐng)見(jiàn)諒.

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qwaszx01

LV.2

2010-01-05 16:48

有哪位知道,請(qǐng)出手指導(dǎo)一下,萬(wàn)分感激!

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st.you

LV.10

2010-01-05 18:37

@qwaszx01

有哪位知道,請(qǐng)出手指導(dǎo)一下,萬(wàn)分感激!

如果電路已經(jīng)工作在CCM模式,那么占空比只需要增加一點(diǎn)點(diǎn),因?yàn)閷?shí)際電路有損耗,如,整流二極管的壓降是隨電流變化的,電流越大壓降越大,變壓器的漆包線是有電阻的,等等這些,導(dǎo)致輸出的電壓在電流大的時(shí)候降低,這時(shí)候占空比就必須增大使能量增加來(lái)補(bǔ)償這些損耗.,微觀上看,實(shí)際輸出是在設(shè)定值附近不斷變化的,變化量根據(jù)電路的增益不同而不同.

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qwaszx01

LV.2

2010-01-05 19:26

@st.you

謝謝你的耐心解釋.

我就你所說(shuō)的來(lái)分析一下: 假設(shè)實(shí)際電路的變壓器漆包線很粗,二極管選的裕量很大(即盡量減少實(shí)際電路的電壓損耗)

而此時(shí)如果負(fù)載加重2倍. 按你的說(shuō)法占空比應(yīng)該幾乎不變吧.

那么變壓器輸出功率的變化過(guò)程是怎樣的? (即控制器是怎么讓變壓器來(lái)加大輸出功率呢?)

謝謝!

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老實(shí)和尚

LV.4

2010-01-05 20:08

@qwaszx01

謝謝你的耐心解釋.我就你所說(shuō)的來(lái)分析一下:假設(shè)實(shí)際電路的變壓器漆包線很粗,二極管選的裕量很大(即盡量減少實(shí)際電路的電壓損耗)而此時(shí)如果負(fù)載加重2倍.按你的說(shuō)法占空比應(yīng)該幾乎不變吧.那么變壓器輸出功率的變化過(guò)程是怎樣的?(即控制器是怎么讓變壓器來(lái)加大輸出功率呢?)謝謝!

應(yīng)該是有一個(gè)暫態(tài)過(guò)程的，在此暫態(tài)過(guò)程中，Duty是張的，使得初級(jí)側(cè)平均電流增大，當(dāng)duty再縮回到穩(wěn)態(tài)時(shí)，雖然Duty基本不變，但電流已經(jīng)增大了(在Vin不變的情況下，上升斜率雖維持不變，但平均電流增大相當(dāng)于電流上升的起點(diǎn)增大)。

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qwaszx01

LV.2

2010-01-05 20:18

@老實(shí)和尚

這個(gè)解釋不錯(cuò),謝謝!

即占空比有一個(gè)變化過(guò)程,但最后占空比仍保持不變.

有誰(shuí)測(cè)試過(guò),實(shí)際波形就是這樣變化的.

為什么占空比會(huì)縮回去呢?

回復(fù)

老實(shí)和尚

LV.4

2010-01-05 22:19

@qwaszx01

這個(gè)解釋不錯(cuò),謝謝!即占空比有一個(gè)變化過(guò)程,但最后占空比仍保持不變.有誰(shuí)測(cè)試過(guò),實(shí)際波形就是這樣變化的.為什么占空比會(huì)縮回去呢?

我測(cè)過(guò)全橋的暫態(tài)的波形，完全可以看到這樣的過(guò)程，不過(guò)flyback我倒是沒(méi)測(cè)過(guò)，但應(yīng)該也是類似的過(guò)程啦。

至于Duty為什么會(huì)縮回去，我覺(jué)得就是理論的公式啊，CCM下Duty跟負(fù)載無(wú)關(guān)。

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qwaszx01

LV.2

2010-01-05 22:36

@老實(shí)和尚

我測(cè)過(guò)全橋的暫態(tài)的波形，完全可以看到這樣的過(guò)程，不過(guò)flyback我倒是沒(méi)測(cè)過(guò)，但應(yīng)該也是類似的過(guò)程啦。至于Duty為什么會(huì)縮回去，我覺(jué)得就是理論的公式啊，CCM下Duty跟負(fù)載無(wú)關(guān)。

我明白了. 謝謝!

瞬態(tài)過(guò)程中,如果占空比增大會(huì)導(dǎo)致電流起點(diǎn)逐周期往上漲.因?yàn)殡娏髟鲩L(zhǎng)的幅度會(huì)大過(guò)電流下降的幅度,導(dǎo)致輸出功率不斷上漲. 當(dāng)輸出電壓要大于Vo時(shí),占空比往回縮,但這時(shí)候電流起點(diǎn)已經(jīng)比較高,因此可以保證輸出功率足夠.

回復(fù)

st.you

LV.10

2010-01-05 23:12

@qwaszx01

我明白了.謝謝!瞬態(tài)過(guò)程中,如果占空比增大會(huì)導(dǎo)致電流起點(diǎn)逐周期往上漲.因?yàn)殡娏髟鲩L(zhǎng)的幅度會(huì)大過(guò)電流下降的幅度,導(dǎo)致輸出功率不斷上漲.當(dāng)輸出電壓要大于Vo時(shí),占空比往回縮,但這時(shí)候電流起點(diǎn)已經(jīng)比較高,因此可以保證輸出功率足夠.

這有點(diǎn)本末倒置了吧?假設(shè)是一個(gè)不受控的,占空比固定的FLYBACK,負(fù)載由一倍提高到兩倍,在保證CCM的前提下,這時(shí)候缺少了可增大的占空比,電源輸出又會(huì)是個(gè)什么樣的情況呢?

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qwaszx01

LV.2

2010-01-06 12:44

@st.you

我個(gè)人理解,如果開(kāi)環(huán)狀態(tài),如果保持占空比不變,假設(shè)負(fù)載變化了,那么輸出電壓是變化的(即使始終在CCM模式下).

因?yàn)榇藭r(shí)已經(jīng)不遵從反激變換公式: Vo=(Ns/Np)*Vin*D/(1-D)了.

很想聽(tīng)聽(tīng)你的本末倒置的見(jiàn)解,能否說(shuō)得清楚一些.謝謝

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沖浪小蟲

LV.3

2010-01-06 12:59

電源本來(lái)就是工作在動(dòng)態(tài)的，當(dāng)在加重載時(shí)，VO瞬間下降，反饋回前級(jí)進(jìn)行調(diào)整，這都是動(dòng)態(tài)的，并不是不變，你看到的是靜態(tài)結(jié)果。

回復(fù)

st.you

LV.10

2010-01-06 13:26

@qwaszx01

我個(gè)人理解,如果開(kāi)環(huán)狀態(tài),如果保持占空比不變,假設(shè)負(fù)載變化了,那么輸出電壓是變化的(即使始終在CCM模式下).因?yàn)榇藭r(shí)已經(jīng)不遵從反激變換公式:Vo=(Ns/Np)*Vin*D/(1-D)了.很想聽(tīng)聽(tīng)你的本末倒置的見(jiàn)解,能否說(shuō)得清楚一些.謝謝

負(fù)載變化，占空比變化只是個(gè)暫態(tài)過(guò)程，但不是個(gè)必要過(guò)程。之所以能測(cè)量得出來(lái)是因?yàn)閷?shí)際的電路損耗問(wèn)題。在這里如果只是討論理想的狀態(tài)的話，這個(gè)過(guò)程是不會(huì)存在的，因?yàn)樨?fù)載變化之后，F(xiàn)LYBACK方式，開(kāi)關(guān)管會(huì)在負(fù)載，初次匝比決定的起始電流下導(dǎo)通，忽略輸出電容的儲(chǔ)能所造成的延時(shí)的話，這基本上是在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)完成的。

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qwaszx01

LV.2

2010-01-06 14:18

@st.you

我不認(rèn)為暫態(tài)過(guò)程是多余的,恰恰它體現(xiàn)了控制器的功能.

"負(fù)載變化之后，F(xiàn)LYBACK方式，開(kāi)關(guān)管會(huì)在負(fù)載，初次匝比決定的起始電流下導(dǎo)通" 電流起點(diǎn)自己就會(huì)變,神仙? 請(qǐng)指點(diǎn)!

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qwaszx01

LV.2

2010-01-06 14:31

@沖浪小蟲

你講的是對(duì)的,但我想了解的是過(guò)程

回復(fù)

st.you

LV.10

2010-01-06 14:33

@qwaszx01

我不認(rèn)為暫態(tài)過(guò)程是多余的,恰恰它體現(xiàn)了控制器的功能."負(fù)載變化之后，F(xiàn)LYBACK方式，開(kāi)關(guān)管會(huì)在負(fù)載，初次匝比決定的起始電流下導(dǎo)通" 電流起點(diǎn)自己就會(huì)變,神仙?請(qǐng)指點(diǎn)!

沒(méi)發(fā)現(xiàn)哪款控制器的控制波形圖上有顯示這個(gè)特性的。負(fù)載電流增加了這個(gè)電流就會(huì)變化了，不用神仙也能做得到，呵呵...

回復(fù)

qwaszx01

LV.2

2010-01-06 15:08

@st.you

按你的說(shuō)法,在理想化條件是不需要控制器的, 是這樣嗎?

回復(fù)

st.you

LV.10

2010-01-06 15:24

@qwaszx01

按你的說(shuō)法,在理想化條件是不需要控制器的,是這樣嗎?

輸入電壓穩(wěn)定，出負(fù)載固定，且CCM模式，其它條件理想，這時(shí)候控制器是多余的。

回復(fù)

qwaszx01

LV.2

2010-01-06 17:47

@st.you

輸入電壓穩(wěn)定，出負(fù)載固定，且CCM模式，其它條件理想，這時(shí)候控制器是多余的。

"負(fù)載固定" ,如果這樣說(shuō)就沒(méi)什么要討論了. 我們的討論正是基于負(fù)載變化帶來(lái)的輸出功率變化,花時(shí)間來(lái)討論這一過(guò)程的.

總之你沒(méi)有說(shuō)服我,可能是我水平有限無(wú)法理解,但還是要謝謝你花這么多時(shí)間回復(fù).

回復(fù)

st.you

LV.10

2010-01-06 18:45

@qwaszx01

"負(fù)載固定" ,如果這樣說(shuō)就沒(méi)什么要討論了.我們的討論正是基于負(fù)載變化帶來(lái)的輸出功率變化,花時(shí)間來(lái)討論這一過(guò)程的.總之你沒(méi)有說(shuō)服我,可能是我水平有限無(wú)法理解,但還是要謝謝你花這么多時(shí)間回復(fù).

事實(shí)上我是做過(guò)這方面實(shí)驗(yàn)的,用一個(gè)固定占空比的方波發(fā)生器,,固定輸入電壓,結(jié)果是一進(jìn)入CCM模式,電壓增益就基本上穩(wěn)定,且負(fù)載變動(dòng)輸出電壓變化很小.反激變壓器初次級(jí)的電流是相位上相差90度,電流是按匝數(shù)比的折射關(guān)系,理解起來(lái)是有點(diǎn)困難.

如果不明白,就用正激或者BUCK方式來(lái)做例子想想吧,BUCK為例,開(kāi)關(guān)管的電流跟負(fù)載的電流是同時(shí)產(chǎn)生的,當(dāng)負(fù)載變重之后,開(kāi)關(guān)管的電流會(huì)不會(huì)變大?如果電流變大了,那么,下一個(gè)周期的起始點(diǎn)電流就變化了,儲(chǔ)能電感就同步的存儲(chǔ)更多的能量了.根本就沒(méi)控制器什么事.比如,帶同步續(xù)流的BUCK電源,設(shè)計(jì)成CCM模式(電感合適,跟負(fù)載沒(méi)關(guān)系)輸入固定的時(shí)候,只要占空比不變,輸出任負(fù)載怎么變,都沒(méi)多大變化,如果條件都是理想的,那么,基本上就沒(méi)控制IC的事了.

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qwaszx01

LV.2

2010-01-07 10:26

@st.you

事實(shí)上我是做過(guò)這方面實(shí)驗(yàn)的,用一個(gè)固定占空比的方波發(fā)生器,,固定輸入電壓,結(jié)果是一進(jìn)入CCM模式,電壓增益就基本上穩(wěn)定,且負(fù)載變動(dòng)輸出電壓變化很小.反激變壓器初次級(jí)的電流是相位上相差90度,電流是按匝數(shù)比的折射關(guān)系,理解起來(lái)是有點(diǎn)困難.如果不明白,就用正激或者BUCK方式來(lái)做例子想想吧,BUCK為例,開(kāi)關(guān)管的電流跟負(fù)載的電流是同時(shí)產(chǎn)生的,當(dāng)負(fù)載變重之后,開(kāi)關(guān)管的電流會(huì)不會(huì)變大?如果電流變大了,那么,下一個(gè)周期的起始點(diǎn)電流就變化了,儲(chǔ)能電感就同步的存儲(chǔ)更多的能量了.根本就沒(méi)控制器什么事.比如,帶同步續(xù)流的BUCK電源,設(shè)計(jì)成CCM模式(電感合適,跟負(fù)載沒(méi)關(guān)系)輸入固定的時(shí)候,只要占空比不變,輸出任負(fù)載怎么變,都沒(méi)多大變化,如果條件都是理想的,那么,基本上就沒(méi)控制IC的事了.

我用了PSPICE來(lái)仿真BUCK電路,見(jiàn)附件!

圖中,綠色是輸出電壓,紅色是電感電流.

輸入電壓為24V,占空比為0.5 , 負(fù)載分別是5和15歐

明顯看出輸出電壓的差異:

負(fù)載5歐時(shí),輸出電壓=10.35V

負(fù)載分別是15歐時(shí),輸出電壓=11.13V

如果負(fù)載用2歐時(shí),輸出電壓=9V

如果用BOOST模型來(lái)仿真,那不同的負(fù)載,CCM狀態(tài)下,輸出電壓差異就大多了

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qwaszx01

LV.2

2010-01-07 10:28

@qwaszx01

我用了PSPICE來(lái)仿真BUCK電路,見(jiàn)附件!圖中,綠色是輸出電壓,紅色是電感電流.輸入電壓為24V,占空比為0.5,負(fù)載分別是5和15歐明顯看出輸出電壓的差異:負(fù)載5歐時(shí),輸出電壓=10.35V負(fù)載分別是15歐時(shí),輸出電壓=11.13V如果負(fù)載用2歐時(shí),輸出電壓=9V如果用BOOST模型來(lái)仿真,那不同的負(fù)載,CCM狀態(tài)下,輸出電壓差異就大多了[圖片] [圖片] [圖片]

為什么圖片貼不上,你們可以看到嗎?

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st.you

LV.10

2010-01-07 10:50

@qwaszx01

我用了PSPICE來(lái)仿真BUCK電路,見(jiàn)附件!圖中,綠色是輸出電壓,紅色是電感電流.輸入電壓為24V,占空比為0.5,負(fù)載分別是5和15歐明顯看出輸出電壓的差異:負(fù)載5歐時(shí),輸出電壓=10.35V負(fù)載分別是15歐時(shí),輸出電壓=11.13V如果負(fù)載用2歐時(shí),輸出電壓=9V如果用BOOST模型來(lái)仿真,那不同的負(fù)載,CCM狀態(tài)下,輸出電壓差異就大多了[圖片] [圖片] [圖片]

估計(jì)是仿真器件參數(shù)設(shè)置的問(wèn)題。

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