开关电源计算公式中的KRP，你确定懂透了？

反激变压器的优点不用说，许多新手通过生产反激电源熟悉电源设计，目前网络反激变压器学习材料多样，分散，本文将从头到尾梳理反激变压器设计，整合分散的知识，配合相应的分析，帮助您尽快掌握。

今日将进行比较完整的分析，KRP作为反激变压器中的灵魂参数，如何选择值得深入探讨。

首先解释文章中要提到的一些术语。

工作模式：即电感电流工作状态，一般分为DCM、CCM、BCM三种(定性分析)。

KRP：描述电感电流工作状态的量(定量计算)；

KRP定义：

KRP的意义：

只要原边电感电流处于连续状态，就称为CCM模型CCM模式(小纹波电流)和浅度CCM与模式(较大的纹波电流)相比，电感几倍，而浅度则相差几倍CCM模式与BCM、DCM各种模式的性能和特性可能更相似。显然，所有电感电流的工作状态都需要一个合适的参数来描述。KRP值可以将变压器的电感电流状态与磁性材料和环路特性密切相关。我们也可以更合理地评估产品设计方案，如：

KRP大的时候(尤其是DCM模式)，磁芯损耗一般较大(NP较小)，气隙较小(无气隙要求，仅满足LP值)，LP漏感小，纹波电流大(电流有效值高)；

KRP小时(尤其是深度CCM模式)，磁芯损耗一般较小(NP大)，大气隙(有气隙要求，平衡直流磁通)，LP漏感小，纹波电流小(电流有效值低)；

注：KRP气隙也可以小一点，但这需要更大的磁芯和技巧；

KRP当磁芯损耗较大时，也可以较小，但这也需要较大的磁芯和技能；

KRP较大时，增大DMAX原边的纹波电流和有效电流值可以在一定程度上降低，但次级电流应力会更差。这种方法(增加/减少DMAX)它不应该是一种很好的设计手段，只适用于平衡初次电压和电流应力。

KRP空载启动困难，尤其是低压大电流输出，空载无跳频(宽范围AC特别是输入时，如3.3V10A，特别是超低压输入)；

KRP较小时，开关损耗较大，特别是高压小电流输出，且开关频率较高(窄范围AC特别是输入时，如100V0.5A，特别是超高压输入)；

注:非低压大电流产品(如12)V5A)，KRP较大时，DMAX不能设计太小，否则空载很难启动，空载没有跳频(宽范围AC特别是输入时)；

超低压输入产品(如12)V输入)，KRP应小，开关频率不宜过高，否则LP过小(漏感过大)不能正常工作(或效率极低)。

KRP大的时候动态响应快，环路补偿容易(尤其是电流模式控制)；

KRP动态响应慢，环路补偿相对困难(尤其是电压模式控制)；

KRP当电感电流斜率较大时，CS采样端对噪声影响不明显；

KRP电感电流斜率较小，CS 采样端可能受到噪声的影响

---

注：电流模式芯片通常比电压模式控制芯片具有更好的性能，但并非所有情况都如此。如果输入电压高，输出功率电流模式芯片可能无法检测到CS这种情况也发生在低压大电流输出产品空载时(再次强调，宽范围AC低压大电流输出〈甚至非大电流输出产品〉，如果KRP较大，DMAX又小，空载极有可能出现问题，也许轻载降频，提高VCC它们不一定有效，但使用某些电压模式来控制芯片可能会避免这个问题）。当低压输入和输出功率较大时，电感电流斜率较慢，CS如果负载变化较大，采样电压(电阻/互感器)可能容易受到干扰CS端采样异常。并非所有电流模式芯片都优于电压模式芯片，这就需要综合考虑各种因素，包括外围电路的复杂性。

超高压输入时，KRP设置大(最好是QR模式)，开关损耗较低；

超低压输入时，KRP设置小(最好是深度)CCM模式)，漏感会低；

KRP选取法则

如何设置电感纹波电流主要取决于输入电压范围、输入电压范围、输出电压范围、输出电流范围、泄漏百分比（气隙）。

1)输入宽范围时，尽量选择深度CCM模式；

注：在所有输入电压范围内，功率器件的电压电流应力会有较好的折叠；

2）输入电压非常低时(如12/24V)，请选择深度CCM模式(KRP≤0.40)；

注：此时如何减少漏感放在首位，深度CCM在模式下，自然会得到最小的漏感；

当输入电压很高时(如4000)VDC)，请选择DCM模式(或者QR模式)；

注：此时如何减少开关损耗放在首位QR最小开关损耗自然会在模式下获得；

4)当输出电压很高时，请选择DCM模式(或者QR模式)；

注：此时如何减少开关损耗放在首位QR最小开关损耗自然会在模式下获得；

5)当输出电流非常大时，尽量选择CCM模式，KRP确定值输入电压范围和振幅值；

注：CCM在模式下，峰值电流、纹波电流和有效电流将相对较小，尽量避免使用单个肖特基二极管处理高有效电流，并找到避免空载问题的方法。

6)尽量使用小电流输出DCM(QR)模式。

注：功率小，效率高。

7)如需最小漏感设计，尽量选择CCM模式，KRP尽可能小。

8)小磁芯输出大功率的前提是:小磁芯输出大功率DMAX、解决高电感纹波电流（有效电流）的空载问题

9）KRP小于0.66点，电感电流的峰值和有效值将不再跟随KRP值的减小明显减小，但Bdc气隙明显上升；

KRP小于0.40时，电感电流纹波电流将会出现过小而导致CS采样困难，饱和10电感电流上升不明显；

如果设置 10)BCM模式下的LP=1.其他工作条件保持不变：

KRP=1.00，LP=1

KRP=0.66，LP=2

KRP=0.50，LP=3

KRP=0.40，LP=4

KRP=0.33，LP=5

我们可以研究不同的东西KRP值下，磁芯Bdc、Lg为了满足电气参数的设计，可以更换不同的磁芯(KRP、DMAX、LP不会改变)。KRP（电气参数）将与磁芯参数密切相关，便于定量分析。通过不同的电感纹波电流，我们可以知道变换器需要什么样的磁芯设计参数（包括磁芯选择）。而不是先设计变压器参数，然后自动生成KRP等电气参数。

简单的理解是首先设计电气参数，如初级电压和电流应力，并评估各种损失的温升。PWM芯片、MOS、二极管的各种特性（首先选择）使反激变换器处于最佳工作状态。根据最佳电气参数，设计变压器参数，如NP、NS、气隙等，最后通过更换磁芯或微调变压器的结构设计，使整个变压器处于最合理的状态。如果变压器设计从一开始就进行，我们的产品优化空间将很小（我们必须重新计算或申请样品）。

---

然而，我不得不承认，每个人的学习经历往往是非常不同的，属于他们自己最好的设计过程，应该是他们最熟练、最能理解的。这是一种积累，一种磨练，不容易否认。这里提供的方法只是其中之一，在许多技能中，如果你觉得好，不好。

KRP的别名：KRF、r，两者之间存在转换关系，建议参考相关资料；

如果设置BCM模式下的LP=1.其他工作条件保持不变：

(磁芯、匝数比不变，否则无法完成；NP变化不会改变DMAX、电压、电流应力，NP主要影响磁芯参数设计)

释疑：

1）KRP从1.00下降至0.66时，峰值电流的下降非常明显，当KRP从0.66向0.33下降时，峰值电流的下降幅度非常有限；

2）KRP从1.00下降至0.33时，纹波电流的下降一直非常明显，与LP的变化趋势刚好相反(I=V*TON/LP)；

3）KRP从1.00下降至0.66时，有效电流的下降非常明显，当KRP从0.66向0.33下降时，有效电流的下降幅度非常有限；

4）KRP从1.00下降至0.33时，BDC急剧增大，气隙的大小与磁性元件的设计有关，由于对比中的NP会有所不同，所以气隙、BDC、BAC的变化趋势仅仅是起有限的参考作用；

关于BDC、BAC的变化趋势(二者是由哪些量决定的)分析见《开关电源手册》，其中有详细描述：

①外加的伏秒值、匝数、磁芯面积决定了交变磁通量(BAC)； VTon(n)+Np+Ae→△B

②直流平均电流值、匝数、磁路长度决定了直流磁场强度(BDC)； Idc+Np+Le(lg)→Hdc

③加气隙和不加气隙，磁芯饱和磁感应强度是一样的；但加气隙的磁芯能显著减小剩磁Br，另外，加气隙可以承受大的多的直流电流；

5）KRP从1.00下降至0.33时，由于BDC、LP急剧增大，所以NP也会较大，间接导致导致BAC较小。

6）KRP从1.00下降至0.33时，LP的变化范围非常有意思，注意是整数倍，这为我们评估变压器的设计提供了极好的参考依据，我们可以一开始就设计在临界模式，并且将临界LP作为参考数值。需要明白，在保持匝数比(DMAX)不变的情况下，产品中的各种电压应力不会有任何改变(DMAX决定了电压应力，也不能够大幅度改变，只适合微调)。我们可以通过研究KRP(LP)变化时，各种电流应力与磁芯参数的变化趋势，最终找出最优设计。

7）采用此方法设计变压器时，建议采用V*TON，而不是I²*LP，因为DMAX(决定TON)几乎是固定量变化不大，而LP可以是变化量(由KRP决定)，变化量非常大，优化分析时也比较简单。

---

8）需要认真理解NP与LP不是线性关系，也要完全明白气隙的计算公式；

9）进行KRP及变压器设计时，需要紧密联系各种参数(电压、电流应力，磁性参数)，然后进行系统分析。这是我极力推荐大家采用软件的主要原因，手工计算极易出错、慢、且无法对全局进行优化分析。

10）关于KRP的相关介绍，可以参考PI的相关设计资料；关于KRF的相关介绍，可以参考飞兆的相关设计资料；关于r的相关介绍，可以参考《精通开关电源设计》；关于KRP，其他公司也有各种不同的描述，但他们要表达的意思其实都差不多。

控制模式：电压型、电流型、ON/OFF开关控制(RCC) 电压型控制典型芯片：SG3524/3525、TOP22X/23X/24X等等

电流型控制典型芯片：TL494、UC3842/3/4/5、NCP1200、NCP1337等等 ON/OFF开关控制典型芯片：TNY系列，RCC变换器，安森美有个系列好像也是的 声明：后续可能还会直接引用一些PI的资料，特别是设计流程、软件操作、芯片资料、包括部分设计思路等等，并不代表PI的设计理念比其他公司更优秀，仅仅是我更熟悉些而已，而且这些资料都有中文版本，内容详实，方便初学者追根溯源。

PI的变压器设计软件其实是非常不错的入门工具，熟练了也可以把它用来设计其它类型的芯片。现在又可以用来设计PFC、正激、LLC等拓扑，太强大了，建议初学者多花点时间学习学习。

小结

以上就是反激变压器的工作状态和KRP的定性分析，当然如果详细分析起来还有更多的内容，如PFC、正激类的输出电感等，这些内容都可用KRP来描述，总体来说没有那么高深莫测，只是作为不同的应用时，侧重点也有所不同，只要勤于钻研和实践，这对大家来说将不是什么难题。