占空比是我們?cè)陔娮与娐吩O(shè)計(jì)當(dāng)中經(jīng)常會(huì)遇到的一個(gè)數(shù)值。所謂占空比，就是指正電平在一個(gè)周期內(nèi)所占的時(shí)間比率，如果方波的占空比為50%，那么占空比就為0.5，正電平所占的周期為0.5個(gè)周期。很多新人在學(xué)習(xí)期間會(huì)認(rèn)為占空比做的越大越好，因?yàn)檎伎毡仍酱?，就意味著效率越大、波紋越小。但實(shí)際上占空比在0.3到0.45之間是最佳的。那么占空比為什么不是越大越好呢?

這里我們先來看一個(gè)例子：220V+-20%輸入電源，整流后為240V~360V。單端反激式電源中產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)e=170V，則脈沖信號(hào)的最大占空比為170/(170+240)=41.5%。

正常情況下，我們所說的反激最大占空比值在47%左右，不會(huì)大于50%。我們先來看下面這個(gè)公式：

Dmax=Vor/(Vor+VDCmin-Vds(ON))

在式中，Vor為反射電壓，80~135V，常規(guī)下取默認(rèn)值110V。VDCmin指的是母線上最低直流電壓，這個(gè)只與輸入交流值有關(guān)。Vds(ON)指的是開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)開關(guān)管DS兩端壓降，通常在10V以下，并與MOSFET的Rds以及負(fù)載有關(guān)。當(dāng)負(fù)載變大的時(shí)候，這個(gè)壓降也會(huì)變大，而輕載的時(shí)候就會(huì)小一些。所以占空比是無法達(dá)到100%的。

當(dāng)然決定占空比大小的數(shù)值也絕非這一點(diǎn)，在早期的反激電源中，都是使用低耐壓的開關(guān)管。如600V或650V作為交流220V輸入電源的開關(guān)管，也許與當(dāng)時(shí)生產(chǎn)工藝有關(guān)，高耐壓管子，不易制造，或者低耐壓管子有更合理的導(dǎo)通損耗及開關(guān)特性，像這種線路反射電壓不能太高，否則為了使開關(guān)管能夠工作在安全范圍內(nèi)，吸收電路損耗的功率也是相當(dāng)可觀的。

至于反射電壓的選擇，經(jīng)過實(shí)踐證明，600V管子反射電壓不要大于100V;650V管子反射電壓不要大于120V。漏感尖峰電壓值鉗位在50V時(shí)，管子還有50V的工作余量?，F(xiàn)在由于MOS管制造工藝水平的提高，一般反激電源都采用700V或750V，甚至800-900V的開關(guān)管。像這種電路，抗過壓的能力強(qiáng)一些的話，開關(guān)變壓器反射電壓也可以做得比較高一些，最大反射電壓在150V比較合適，能夠獲得較好的綜合性能。

關(guān)于反激電源的反射電壓，這個(gè)數(shù)值還與輸出電壓有關(guān)。如果輸出電壓低，那么變壓器的匝數(shù)則會(huì)變大。變壓器漏感越大，開關(guān)管承受電壓越高，有可能擊穿開關(guān)管。吸收電路消耗功率越大，有可能使吸收回路功率器件永久失效(特別是采用瞬變電壓抑制二極管的電路)。在設(shè)計(jì)低壓輸出小功率反激電源的優(yōu)化過程中必須小心處理，其處理方法有幾個(gè)：

第一、我們可以使用大功率的磁芯來降低漏感。這樣做能夠提高低壓反激電源的轉(zhuǎn)換效率，降低損耗，減小輸出紋波，提高多路輸出電源的交差調(diào)整率，一般常見于家電用開關(guān)電源，如光碟機(jī)、DVB機(jī)頂盒等。

第二、當(dāng)條件受限而無法加大磁芯時(shí)，我們只能來降低反射電壓，并減少占空比。降低反射電壓可減小漏感，但有可能使電源轉(zhuǎn)換效率降低，兩者是矛盾的，必須要有一個(gè)替代過程才能找到一個(gè)合適的點(diǎn)，在變壓器替代實(shí)驗(yàn)過程中，可以檢測(cè)變壓器原邊的反峰電壓，盡量降低反峰電壓脈沖的寬度、幅度，可增加變換器的工作安全裕度。一般來說反射電壓在110V時(shí)比較合適。

第三、使用最新的技術(shù)和繞線工藝，以此來降低損耗和增強(qiáng)耦合。變壓器為滿足安全規(guī)范會(huì)在原邊和副邊間采取絕緣措施，如墊絕緣膠帶、加絕緣端空膠帶。這些將影響變壓器漏感性能，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中可采用初級(jí)繞組包繞次級(jí)的繞法?；蛘叽渭?jí)用三重絕緣線繞制，取消初次級(jí)間的絕緣物，可以增強(qiáng)耦合，甚至可采用寬銅皮繞制。

小結(jié)：

需要注意的是，反激電源的占空比數(shù)值是要小于0.5的。因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)占空比大于0.5的情況，就會(huì)造成電路不容易被補(bǔ)償，但是也有一些例外。如美國PI公司推出的TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的條件下。占空比由變壓器原副邊匝數(shù)比確定。我們?cè)谧龇醇r(shí)，先確定反射電壓(輸出電壓通過變壓器耦合反映到原邊的電壓值)，在一定電壓范圍內(nèi)反射電壓提高則工作占空比增大，開關(guān)管損耗降低.反射電壓降低則工作占空比減小，開關(guān)管損耗增大。當(dāng)然這也是有前提條件的，當(dāng)占空比增大，則意味著輸出二極管導(dǎo)通時(shí)間縮短，為保持輸出穩(wěn)定，更多的時(shí)候?qū)⒂奢敵鲭娙莘烹婋娏鱽肀ＷC，輸出電容將承受更大的高頻紋波電流沖刷，而使其發(fā)熱加劇，這在許多條件下是不允許的。

當(dāng)占空比變大時(shí)，變壓器的匝數(shù)也會(huì)隨之發(fā)生改變，變壓器的漏感會(huì)逐漸變大，導(dǎo)致整體性能的變化。當(dāng)漏感能量大到一定程度，可充分抵消掉開關(guān)管大占空帶來的低損耗時(shí)，就沒有再增大占空比的意義了，甚至可能會(huì)因?yàn)槁└蟹捶逯惦妷哼^高而擊穿開關(guān)管。由于漏感大，可能使輸出紋波，及其他一些電磁指標(biāo)變差。當(dāng)占空比小時(shí)，開關(guān)管通過電流有效值高，變壓器初級(jí)電流有效值大，降低變換器效率，但可改善輸出電容的工作條件，降低發(fā)熱。

本篇文章以一個(gè)實(shí)例為開端，像大家證明占空比是無法達(dá)到100%的，并且分析了為何占空比并不是越大越好。希望各位新手通過此篇文章能夠解開心中的疑惑。