開關電源原理與設計(2)-閱讀頁
2025-01-28 17:06本頁面
【正文】 或兩個工作周期內，對應于工作開關接通或關閉的瞬間，某電路的電壓或電流的初始值基本相等，或很接近時，我們就可以認為，開關電源已經(jīng)進入了穩(wěn)定工作狀態(tài)。例如，我們在計算流過負載的電流時，一般都是利用輸出電壓的平均值Uo來進行計算，很少考慮輸出電壓紋波對負載的影響，計算負載電流的結果就是流過負載電流的平均值Io。下面，我們來詳細分析開關電源開機時刻的過渡過程。這里為了簡化在不容易混淆的情況下我們經(jīng)常把電感L和電容C的下標省去。當電容充滿電時，電容兩端的電壓就可以達到電源電壓的峰值，即：q = UpC，由此，求得C2 = UpC，所以（1112）式可以寫為：這里特別指出，（1112）、（1113）、（1114）式中的時間t對于電容器充電來說是不連續(xù)的，它是按正弦曲線一段、一段地進行迭加，如圖23。在每次工作開關由接通轉變?yōu)殛P斷期間，變壓器次級線圈的輸出電壓，都經(jīng)整流二極管對儲能濾波電容進行充電，使儲能濾波電容兩端的電壓一步、一步地升高，輸出電壓幅度也一步、一步地升高。圖123c），是變壓器初、次級線圈的電流波形。實際上流過變壓器次級線圈中的電流i2也不是線性下降，而是按余弦或指數(shù)曲線變化，但由于其曲率變化很小，所以我們把它近似地看成是一根直線，或用其變化率的平均值來代替，以便與輸出電壓波形（矩形波）對應。我們可以把圖124看成儲能濾波電容器剛好用了6個工作周期就把電壓充到最大值，其中，TT…T6分別代表ToffToff…Toff6。儲能濾波電容器充滿電后，由于整流二極管的作用，它不可能向變壓器的次級線圈放電，因此，T6以后的正弦曲線不可能再繼續(xù)發(fā)生。在實際應用中，儲能濾波電容器不可能剛好用6個工作周期就可以把電壓被充電到最大值，一般都要經(jīng)過好十幾個周期后，儲能濾波電容器兩端的電壓才能被充電到最大值。上面的結果，還沒有考慮負載電流對儲能濾波電容充電的影響。另外，反激式開關電源的占空比是根據(jù)輸出電壓的高低不斷地改變的。為了分析簡單，在圖123和圖124中，都沒有把負載電流的作用考慮進去，如果考慮負載電流的作用，電容器進行充電時電壓上升率會降低，同時在開關接通期間，因電容器要向負載放電，電容器兩端的電壓也會下降。為了證明電容兩端的電壓是按指數(shù)曲線的速率變化，我們對圖119中的電容充放電過程進一步進行分析。圖125是電容器放電時的電壓變化曲線圖。但在實際應用中，開關電源的工作頻率一般都很高，即電容器的放、電時間非常短，因此，電容器每次放電下降的電壓相對來說非常小，電壓紋波相對于輸出電壓只有百分之幾，因為儲能濾波電容的容量一般都很大。因為，正弦曲線或指數(shù)曲線在初始階段的曲率變化非常小。采用平均值的方法來對很復雜的問題進行分析，往往可以使復雜問題簡單化，這對于工程設計或計算來說是非常簡便的，并且分析或計算結果對于工程應用來說已經(jīng)足夠準確，因此，我們后面主要都是采用這種
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