開關(guān)電源原理與設(shè)計(2)-閱讀頁
2025-06-25 22:26本頁面
【正文】 個樓梯一樣提升，直到儲能濾波電容兩端的電壓達(dá)到最大值 Up。圖中， i1 為流過變壓器初級線圈中的電流，i2 為流過變壓器次級線圈中的電流（虛 線所示）。 開關(guān)電源原理與設(shè)計（連載 21）開關(guān)電源電路的過渡過程 (part2) 圖 124是把儲能濾波電容器進(jìn)行充電的時間全部拼湊 在一起時，儲能濾波電容器按正弦曲線進(jìn)行充電的電壓波形。 Toff1代表工作開關(guān)第一次關(guān)斷時間，其它依次類推。 這里必須指出，圖 124所示的電壓波形在現(xiàn)實中是不存在的，因為，圖 124中的電壓波形在時間軸上是不連續(xù)的，這里只是為了便于分析，把工作開關(guān)的接通時間 Ton全部進(jìn)行壓縮了。例如：設(shè)變壓器次級線圈的電感量為 10微亨，儲能濾波電容的容量為 1000微法，由此可求得： ω = 10000，或 F = 1592Hz， T = 628微秒，四分之一周期為 157微秒；設(shè)開關(guān)電源的工作頻率為40kHz， D = ，由此可求得， T = 25微秒，半個周期為 ；最后我們可以求得，需要經(jīng)過 ，即 314微秒后，儲能濾波電容才能充滿電。由于負(fù)載電流會對儲能濾波電容充電產(chǎn)生分流，使電容充電速度變慢；另外，反激式開關(guān)電源的占空比一般都小于 ，會使變壓器次級線圈輸出電流產(chǎn)生斷流，如果把這些因素全部都考慮進(jìn)去，儲能濾波電容充滿電所需要的時間要比 上面計算結(jié)果大好幾倍。在進(jìn)行開關(guān)電源電路設(shè)計的時候，一定要注意，開關(guān)電源在輸入電源剛接通時候，由于開關(guān)電源剛開始工作的時候，儲能濾波電容器剛開始充電，電路會產(chǎn)生過渡過程；在輸入電源剛接通的瞬間，儲能濾波電容器兩端的電壓很低，輸出電壓也很低，通過取樣控制電路的作用，可能會使工作開關(guān)的占空比很大，從而會使變壓器鐵心飽和，電源開關(guān)管過流或過壓而損壞。儲能濾波電容進(jìn)行充電時，電容兩端的電壓是按正弦曲線的速率變化，而儲能濾波電容進(jìn)行放電時，電容兩端的電壓是按指數(shù)曲線的速率變化。當(dāng)開關(guān)接通時，由于變壓器次級線圈輸出電壓極性相反使整流二極管反偏截止，儲能濾波電容開始對負(fù)載放電，電容放電電流由下式?jīng)Q定： 其中 a為任意常數(shù)，當(dāng) t = 0時，電容兩端的電壓為 Uc，為此求得： （ 1115）式就是計算電容器放電時的公式，其中 μc為電容器兩端的電壓， Uc為電容剛放電時的初始電壓， RC為時間常數(shù)，時間常數(shù)一般都用 τ來表示，即 τ = RC。電容放電時，電壓由最大值開始下降，當(dāng)放電時間為 τ時，電容器兩端的電壓僅剩 37%，當(dāng)放電時間為 ，電容器兩端的電壓僅剩10%，當(dāng)放電時間為無窮大時，電容器兩端的電壓為 0。 這里順便指出，開關(guān)電源儲能濾波電容的充、放電時間常數(shù)一般都很大，是開關(guān) 電源工作頻率周期的幾十倍，乃至幾百倍，因此，儲能濾波電容或是按正弦曲線規(guī)律充電，或是按指數(shù)規(guī)律放電，我們都可以把它當(dāng)成是按線性（直線）規(guī)律充、放電。所以，前面在對開關(guān)電源的電路參數(shù)進(jìn)行分析時，基本上都是采用平均值的概念進(jìn)行分析，并且把波形基本上也都畫成方波（矩形）或鋸齒形。
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