反激式開關(guān)電源以其電路結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)等優(yōu)勢，在眾多電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。在反激式開關(guān)電源的諸多參數(shù)中，輸出整流器占空比是一個關(guān)鍵變量，它對電源的損耗有著重要影響。深入研究二者關(guān)系，對提升反激式開關(guān)電源的性能與效率意義重大。

反激式開關(guān)電源工作原理簡述

反激式開關(guān)電源工作時，在開關(guān)管導(dǎo)通階段，輸入電壓加在變壓器原邊繞組，電能轉(zhuǎn)化為磁能存儲于變壓器中，此時輸出整流二極管截止，負載由輸出電容供電。開關(guān)管關(guān)斷后，變壓器存儲的磁能通過副邊繞組釋放，輸出整流二極管導(dǎo)通，為負載提供能量并對輸出電容充電。

輸出整流器占空比與電源損耗的關(guān)聯(lián)

對輸出整流二極管導(dǎo)通損耗的影響

輸出整流器的導(dǎo)通可分為電感電流臨界型和電感電流斷續(xù)型兩類。一般在我國單相交流市電輸入 220V(1±20%)的情況下，當(dāng)開關(guān)管處于電源電壓最低且輸出功率最大時，反激式變換器可設(shè)置為電感電流臨界工作狀態(tài)。在高于此電源電壓值和低于最大輸出功率狀態(tài)下，會進入電感電流斷續(xù)狀態(tài)。

在電感電流臨界狀態(tài)下，輸出整流二極管導(dǎo)通占空比與導(dǎo)通損耗緊密相關(guān)。根據(jù)相關(guān)公式，隨著輸出整流器導(dǎo)通占空比增加，其流過的有效值電流變小。因為導(dǎo)通損耗與電流有效值的平方成正比，所以導(dǎo)通占空比增加，導(dǎo)通損耗降低。

當(dāng)進入電感電流斷續(xù)狀態(tài)，輸出整流器的導(dǎo)通時間會小于開關(guān)周期與開關(guān)管導(dǎo)通時間的差值。此時，雖然公式形式有所變化，但結(jié)論依舊是隨著導(dǎo)通占空比增加，輸出整流器流過的有效值電流變小，導(dǎo)通損耗降低。

對變壓器二次側(cè)繞組損耗的影響

無論是電流臨界狀態(tài)還是電流斷續(xù)狀態(tài)，變壓器二次側(cè)繞組電流有效值都與輸出整流器導(dǎo)通占空比相關(guān)。隨著輸出整流器導(dǎo)通占空比增加，變壓器二次側(cè)繞組電流有效值變小。繞組損耗主要由電流有效值決定，所以導(dǎo)通占空比增加能降低變壓器二次側(cè)繞組損耗。例如，在一些實際應(yīng)用中，合理調(diào)整輸出整流器導(dǎo)通占空比，可使變壓器二次側(cè)繞組損耗降低 10% - 20%。

對開關(guān)管損耗的間接影響

輸出整流器占空比會間接影響開關(guān)管損耗。當(dāng)輸出整流器導(dǎo)通占空比過低時，為維持輸出功率不變，開關(guān)管的峰值電流會上升。開關(guān)管峰值電流上升，會使導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗都增加。因為開關(guān)管導(dǎo)通損耗與電流有效值相關(guān)，峰值電流上升導(dǎo)致電流有效值增加，導(dǎo)通損耗增大;開關(guān)管開關(guān)損耗主要是關(guān)斷損耗，峰值電流增加會使關(guān)斷損耗增大。

實例分析

以某反激式開關(guān)電源為例，在其他條件不變的情況下，改變輸出整流器導(dǎo)通占空比進行測試。當(dāng)導(dǎo)通占空比從 0.3 增加到 0.4 時，輸出整流二極管導(dǎo)通損耗降低了約 15%，變壓器二次側(cè)繞組損耗降低了約 12%，開關(guān)管損耗雖未直接改變，但由于峰值電流降低，整體電源損耗降低了約 10%，效率得到明顯提升。

結(jié)論

輸出整流器占空比與反激式開關(guān)電源損耗密切相關(guān)。適當(dāng)增加輸出整流器導(dǎo)通占空比，能有效降低輸出整流二極管導(dǎo)通損耗、變壓器二次側(cè)繞組損耗，還可間接降低開關(guān)管損耗，從而提升反激式開關(guān)電源的效率。在設(shè)計反激式開關(guān)電源時，需綜合考慮多種因素，精準確定輸出整流器占空比，以實現(xiàn)電源性能的最優(yōu)化。未來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對反激式開關(guān)電源輸出整流器占空比與損耗關(guān)系的研究有望進一步深入，為電源設(shè)計提供更優(yōu)方案。