1、输入变量
1
额定输入电压
V_in_rated
V
User Input
2
最小输入电压
V_in_min
V
User Input
3
最大输入电压
V_in_max
V
User Input
5
额定输出电流
I_o_rated
A
User Input
6
最大输出电流
I_o_max
A
User Input
9
MOS输出电容
C_oss
pF
User Input
10
杂散电容
C_stray
pF
User Input
12
第一谐振频率
f_r
kHz
User Input
13
最大设计磁通限制
B_max
T
User Input
2、初始匝比与基本增益
15
理想设计匝比
n
-
n := V_in_rated / (2 · (V_o + V_d))
16
最大交流增益
G_ac_max
-
G_ac_max := (2 · n · (V_o + V_d)) / V_in_min
17
最小交流增益
G_ac_min
-
G_ac_min := (2 · n · (V_o + V_d)) / V_in_max
18
最大允许Q值
Q_max
-
Q_max := (1 / (k_L * G_ac_max)) · √(k_L + G_ac_max² / (G_ac_max² - 1))
19
额定交流负载
R_ac_rated
-
Ω
R_ac_rated := n² · (8 / π²) · (V_o / I_o_rated)
20
最小交流负载
R_ac_min
-
Ω
R_ac_min := n² · (8 / π²) · (V_o / I_o_max)
3、预估谐振腔参数及极限频率
21
预估串联电感
L_r_pre
-
μH
L_r := (R_ac_min · Q_max) / (2 · π · f_r)
22
预估串联电容
C_r_pre
-
nF
C_r := 1 / (4 · π² · f_r² · L_r)
23
预估励磁电感
L_m_pre
-
mH
L_m := k_L · L_r
24
最高工作频率
f_s_max
-
kHz
f_s_max := 1 / √(k_L · (1 - 1 / G_ac_min) + 1) · f_r
25
最低工作频率
f_s_min
-
kHz
f_s_min := 1 / √(k_L · (1 - 1 / G_ac_max²) + 1) · f_r
26
第二谐振频率
f_r2
-
kHz
f_r2 := 1 / (2 · π · √((L_r + L_m) · C_r))
4、预估电流应力与ZVS状态
27
空载励磁电流峰值
i_Lm_pk_min
-
A
i_Lm_pk_min := (n · (V_o + V_d)) / (4 · f_s_max · L_m)
28
满载励磁电流峰值
i_Lm_pk_max
-
A
i_Lm_pk_max := (n · (V_o + V_d)) / (4 · f_s_min · L_m)
29
ZVS所需最小电流
i_zvs
-
A
i_zvs := (2 · C_oss + C_stray) · V_in_max / T_d
注：需满足 i_Lm_pk > i_zvs。 i_Lm_pk 为 MOS 关断时谐振腔的电流，它决定了能否正常实现 ZVS，因为这个电流需要在下一个 MOS 开通前，将 MOS 两端电容完全放电。
30
副边总有效值电流
i_rect_rms_sum_max
-
A
i_rect_rms_sum_max := (π / (2 · √2)) · I_o_max
31
单个整流绕组有效值
i_rect_rms_max
-
A
i_rect_rms_max := (π / 4) · I_o_max
32
原边谐振电流峰值
i_r_pk_max
-
A
i_r_pk_max := √(((π · I_o_max) / (2 · n))² + i_Lm_pk_max²)
33
原边谐振电流有效值
i_r_rms_max
-
A
i_r_rms_max := i_r_pk_max / √2
5、绕组匝数收敛连环整定
34
原边理论初算匝数
N_p_calc1
-
N_p := (n · V_o) / (4 · f_s_min · B_max · A_e)
35
副边理论计算匝数
N_s_calc1
-
N_s := N_p_calc1 / n
36
副边手动整定匝数
N_s_real
(手动输入)
37
原边理论再算匝数
N_p_calc2
-
Np_box := n · N_s_real
38
原边实际整定匝数
N_p_real
(手动输入)
39
实际最终有效匝比
D_real
-
D := N_p_real / N_s_real
6、一次迭代 (基于实际匝比 D 与标准器件重新解算)
40
迭代后最大增益需求
G_ac_max_iter
-
G_ac_max_bar := (2 · D · (V_o + V_d)) / V_in_min
41
迭代后最小增益需求
G_ac_min_iter
-
G_ac_min_iter := (2 · D · (V_o + V_d)) / V_in_max
42
迭代后理论最大Q值
Q_max_iter_calc
-
Q_max_bar := (1 / (k_L * G_ac_max_bar)) · √(k_L + G_ac_max_bar² / (G_ac_max_bar² - 1))
43
Q值满载收敛修正值
Q_max_iter
-
Q_max_bar := Q_max_bar · 0.95
44
迭代额定等效负载
R_ac_rated_iter
-
Ω
R_ac_rated_bar := D² · (8 / π²) · (V_o / I_o_rated)
45
迭代最小等效负载
R_ac_min_iter
-
Ω
R_ac_min_bar := D² · (8 / π²) · (V_o / I_o_max)
46
迭代计算参考电感
L_r_calc2
-
μH
L_r := (R_ac_rated_bar · Q_max_bar) / (2 · π · f_r)
47
迭代计算参考电容
C_r_calc2
-
nF
C_r := 1 / (f_r² · 4 · π² · L_r)
48
实际选定标准电容值
C_r_real
nF
(手动输入选型值)
49
实际选定电感值
L_r_real
μH
(手动输入选型值)
50
实际迭代励磁电感
L_m_iter
-
mH
L_m_bar := k_L · L_r_real
51
无源网络实际谐振频率
f_r_real
-
kHz
f_r_real := 1 / (2 · π · √(L_r_real · C_r_real))
52
实际运行最高频率
f_s_max_iter
-
kHz
f_s_max_bar := 1 / √(k_L · (1 - 1 / G_ac_min_iter) + 1) · f_r_real
53
实际运行最低频率
f_s_min_iter
-
kHz
f_s_min_bar := 1 / √(k_L · (1 - 1 / G_ac_max_iter²) + 1) · f_r_real
54
实际运行第二谐振频
f_r2_iter
-
kHz
f_r2_bar := 1 / (2 · π · √((L_r + L_m) · C_r))
55
实际空载励磁电流峰
i_Lm_pk_min_iter
-
A
i_Lm_pk_min_bar := (D · (V_o + V_d)) / (4 · f_s_max_iter · L_m)
56
实际满载励磁电流峰
i_Lm_pk_max_iter
-
A
i_Lm_pk_max_bar := (D · (V_o + V_d)) / (4 · f_s_min_iter · L_m)
57
实际ZVS判定最小流
i_zvs_iter
-
A
i_zvs_bar := (2 · C_oss + C_stray) · V_in_max / T_d
注：需满足 i_Lm_pk_max_iter > i_zvs_iter。 用于判断在考虑了实际无源及实际绕组参数覆盖后，系统在极端重载下能否完美实现硬件级 ZVS。
7、后级电流应力与相位时延精确输出
58
副边整流总电流峰值
i_rect_pk_sum_max
-
A
i_rect_pk_sum_max := (π · I_o_max) / 2
59
副边总电流有效值
i_rect_rms_sum_max2
-
A
i_rect_rms_sum_max := i_rect_pk_sum_max / √2
60
单个整流管电流有效
i_rect_rms_max_iter
-
A
i_rect_rms_max := (π / 4) · I_o_max
61
实际原边谐振电流峰
i_r_pk_max_iter
-
A
i_r_pk_max := √(((π · I_o_max) / (2 · D))² + i_Lm_pk_max_iter²)
62
实际原边谐振流有效
i_r_rms_max_iter
-
A
i_r_rms_max := i_r_pk_max / √2
63
电流相位滞后角度
theta
-
rad
θ := atan((π · R_ac_rated) / (16 · L_m · f_s_min))
64
电流相位滞后时间
T_theta
-
ns
T_θ := (θ / (2 · π)) · (1 / f_s_min)
65
二次校核实际最大磁密
B_max_iter
-
T
B_max := (D · V_o) / (4 · f_s_min_iter · N_p_real · A_e)
8、无源元器件应力终极核算
66
电容电流纯AC电压有效
V_cr_ir_rms_max
-
V
V_cr_ir_rms_max := i_r_rms_max_iter · (1 / (2·π·f_s_min_iter·C_r_real))
67
谐振电容两端总有效值
V_cr_rms_max
-
V
V_cr_rms,max := √((V_in_max / 2)² + V_cr_ir_rms_max²)
68
电容纯AC电流峰值电压
V_ir_pk_max
-
V
V_ir_pk_max := i_r_pk_max_iter / (2 · π · f_s_min_iter · C_r_real)
69
谐振电容总电压绝对峰
V_Cr_pk_max
-
V
V_Cr_pk_max := V_ir_pk_max + (V_in_max / 2)
70
谐振电容总电压极小谷
V_Cr_v_max
-
V
V_Cr_v_max := (V_in_max / 2) - V_ir_pk_max
71
谐振电感最高电压有效
V_Lr_rms_max
-
V
V_Lr_rms_max := i_r_rms_max_iter · 2 · π · f_s_max_iter · L_r_real
9、基于动态参数的全公式增益特性曲线 (精确图像审计)