開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)(2)-在線瀏覽
2024-08-01 22:26本頁面
【正文】 用于開關(guān)穩(wěn)壓電源。其中，變壓器式開關(guān)電源（后面簡(jiǎn)稱變壓器開關(guān)電源）還可以進(jìn)一步分成：推挽式、半橋式、全橋式等多種；根據(jù)變壓器的 激勵(lì)和輸出電壓的相位，又可以分成：正激式、反激式、單激式和雙激式等多種；如果從用途上來分，還可以分成更多種類。 12．串聯(lián)式開關(guān)電源 121．串聯(lián)式開關(guān)電源的工作原理 圖 11a是串聯(lián)式開關(guān)電源的最簡(jiǎn)單工作原理圖，圖 11a中 Ui是開關(guān)電源的工作電壓，即：直流輸入電壓； K是控制開關(guān)， R是負(fù)載。這樣，控制開關(guān) K不停地 “接通 ”和 “關(guān)斷 ”，在負(fù)載兩端就可以得到一個(gè)脈沖調(diào)制的輸出電壓 uo 。所以，串聯(lián)式開關(guān)電源屬于降壓型開關(guān)電源。例如，電動(dòng)摩托車速度控制器以及燈光亮度控制器等，都是屬于串聯(lián)式開關(guān)電源的應(yīng)用。 串聯(lián)式開關(guān)電源的缺點(diǎn)是輸入與輸出共用一個(gè)地，因此，容易產(chǎn)生 EMI干擾和底板帶電，當(dāng)輸入電壓為市電整流輸出電壓的時(shí)候，容易引 起觸電，對(duì)人身不安全。如果認(rèn)真對(duì)開關(guān)電源電路進(jìn)行分析，輸出電路中的電流一般都不是線性的或鋸齒波；輸出電壓也不是一個(gè)矩形波或鋸齒波，我們把它們當(dāng)成矩形波或鋸齒波，只是在一個(gè)特定條件或范圍內(nèi)，把它們的變化率或數(shù)值當(dāng)成了一個(gè)平均值來看待。在具有過渡過程的電路中，我們不能簡(jiǎn)單地用正弦波電路的計(jì)算方法來分析，用付氏變換的方法也很難分析出精確結(jié)果。 在電路的過渡過程中，一定要考慮電壓或電流的初始值，只有當(dāng)初始值基本為 0或趨于某個(gè)固定值時(shí)，才可認(rèn)為電路的過渡過程已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，但嚴(yán)格來說，這種情況在開關(guān)電源電路中不存在。然而，我們可以把開關(guān)電源當(dāng)成一種特殊情況來處理，或把開關(guān)電源電路中，電壓或電流的初始值反復(fù)出現(xiàn)時(shí)，就可以認(rèn)為開關(guān)電源已經(jīng)工作于穩(wěn)定狀態(tài)。 當(dāng)開關(guān)電源進(jìn)入工作穩(wěn)定狀態(tài)以后，為了簡(jiǎn)單，我們一般都用電壓或電流的其平均值或半波平均值來進(jìn)行電路電路計(jì)算或分析。 然而，在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中，開關(guān)電源開機(jī)時(shí)刻的過渡過程也是不可忽視的，因?yàn)?，?chǔ)能濾波電容存儲(chǔ)的電荷為 0，需要很 多個(gè)工作周期以后，儲(chǔ)能濾波電容才能充滿電，其兩端電壓才基本穩(wěn)定，開關(guān)電源才能進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)。 圖 119中，當(dāng)工作開關(guān)由接通轉(zhuǎn)為關(guān)斷時(shí)，開關(guān)電源變壓器次級(jí)線圈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)為： 式中， q為電容存儲(chǔ)的電荷量， C1和 C2為待定系數(shù)， ω = ，為角頻率，即電容器充放電的速率。 當(dāng) t = 0 時(shí)， q = 0，由此求得 C1 = 0，當(dāng) t = Toff時(shí)，由于電容容量很大，電容器一般在一個(gè)工作周期內(nèi)是不可能充滿電的，大約需要十幾個(gè)周期以上才能充滿。 圖 123a）中， uo為變壓器次級(jí)線圈輸出電壓的脈沖波形，虛線是整流之前變壓器次級(jí)線圈的輸出波形（半波平均值），實(shí)線是實(shí)際輸出波形，由于整流二極管的限幅作用，所以實(shí)際輸出電壓幅度要比正常工作時(shí)低很多。 圖 123b）是儲(chǔ)能濾波電容器進(jìn)行充電的電壓波形，它需要經(jīng)過多個(gè)工作周期后才能對(duì)儲(chǔ)能濾波電容充滿電，因此，儲(chǔ)能濾波電容兩端的電壓是按正弦曲線，像爬樓梯一樣，一個(gè)、一
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