開(kāi)關(guān)電源原理和設(shè)計(jì)-陶老師

1、.wd.wd296/299.wd本文檔有better在 HYPERLINK C:UserszmliDesktop 創(chuàng)新網(wǎng)上摘抄整理，學(xué)習(xí)word使用，如涉及版權(quán)，請(qǐng)及時(shí)刪除。供大家學(xué)習(xí)使用。網(wǎng)友整里，感謝整里者的努力。 TOC h z t 自建標(biāo)題,1 HYPERLINK l _Toc291852628一、(連載01)開(kāi)關(guān)電源的 根本工作原理 PAGEREF _Toc291852628 h 1HYPERLINK l _Toc291852629二、(連載02)串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓濾波電路 PAGEREF _Toc291852629 h 4HYPERLINK l _Toc291852630三、(

2、連載03)串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852630 h 10HYPERLINK l _Toc291852631四、(連載04)串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852631 h 12HYPERLINK l _Toc291852632五、(連載05)反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源 PAGEREF _Toc291852632 h 16HYPERLINK l _Toc291852633六、(連載06)反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能電感的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852633 h 21HYPERLINK l _Toc291852634七、(連載0

3、7)反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852634 h 23HYPERLINK l _Toc291852635八、(連載08)并聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源的工作原理 PAGEREF _Toc291852635 h 25HYPERLINK l _Toc291852636九、(連載09)并聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓濾波電路 PAGEREF _Toc291852636 h 28HYPERLINK l _Toc291852637十、(連載10)并聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能電感的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852637 h 33HYPERLINK l _Toc291852638十一、(連載11

4、)單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源 PAGEREF _Toc291852638 h 36HYPERLINK l _Toc291852639十二、(連載12)單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源工作原理 PAGEREF _Toc291852639 h 四十HYPERLINK l _Toc291852640十三、(連載13)正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源 PAGEREF _Toc291852640 h 46HYPERLINK l _Toc291852641十四、(連載14)正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) PAGEREF _Toc291852641 h 51HYPERLINK l _Toc291852642十五、(連載15)正激式變壓器開(kāi)

5、關(guān)電源電路參數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852642 h 55HYPERLINK l _Toc291852643十六、(連載16)正激式開(kāi)關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852643 h 57HYPERLINK l _Toc291852644十七、(連載17)正激式開(kāi)關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852644 h 60HYPERLINK l _Toc291852645十八、(連載18)反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源part1 PAGEREF _Toc291852645 h 62HYPERLINK l _Toc291852646十九、

6、(連載19)反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源part2 PAGEREF _Toc291852646 h 66HYPERLINK l _Toc291852647二十、(連載20)開(kāi)關(guān)電源電路的過(guò)渡過(guò)程part1 PAGEREF _Toc291852647 h 70HYPERLINK l _Toc291852648二十一、(連載21)開(kāi)關(guān)電源電路的過(guò)渡過(guò)程part2 PAGEREF _Toc291852648 h 74HYPERLINK l _Toc291852649二十二、(連載22)反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源電路參數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc291852649 h 78HYPERLINK l _Toc291

7、852650二十三、(連載23)反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852650 h 81HYPERLINK l _Toc291852651二十四、(連載24)反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈電感量的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852651 h 83HYPERLINK l _Toc291852652二十五、(連載25)反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) PAGEREF _Toc291852652 h 86HYPERLINK l _Toc291852653二十六、(連載26)雙激式變壓器開(kāi)關(guān)電源part1 PAGEREF _Toc291852653 h 88HYPERLI

8、NK l _Toc291852654二十七、(連載27)雙激式變壓器開(kāi)關(guān)電源part2 PAGEREF _Toc291852654 h 92HYPERLINK l _Toc291852655二十八、(連載28)整流輸出推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源 PAGEREF _Toc291852655 h 99HYPERLINK l _Toc291852656二十九、(連載29)推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感、電容參數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852656 h 106HYPERLINK l _Toc291852657三十、(連載30)推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容參數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _To

9、c291852657 h 110HYPERLINK l _Toc291852658三十一、(連載31)推挽式開(kāi)關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852658 h 112HYPERLINK l _Toc291852659三十二、(連載32)推挽式開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) PAGEREF _Toc291852659 h 116HYPERLINK l _Toc291852660三十三、(連載33)半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源 PAGEREF _Toc291852660 h 119HYPERLINK l _Toc291852661三十四、(連載34)交流輸出半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源part1 PAGE

10、REF _Toc291852661 h 122HYPERLINK l _Toc291852662三十五、(連載35)交流輸出半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源part2 PAGEREF _Toc291852662 h 126HYPERLINK l _Toc291852663三十六、(連載36)交流輸出單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源part1 PAGEREF _Toc291852663 h 131HYPERLINK l _Toc291852664三十七、(連載37)交流輸出單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源part2 PAGEREF _Toc291852664 h 134HYPERLINK l _Toc291852665

11、三十八、(連載38)單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出電壓 PAGEREF _Toc291852665 h 137HYPERLINK l _Toc291852666三十九、(連載39)整流輸出半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源 PAGEREF _Toc291852666 h 142HYPERLINK l _Toc291852667開(kāi)關(guān)電源不能沒(méi)有負(fù)載，或輸出負(fù)載太輕。開(kāi)關(guān)電源輸出電壓或功 PAGEREF _Toc291852667 h 144HYPERLINK l _Toc291852668四十、(連載40)半橋式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感、電容參數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852668 h 146HYP

12、ERLINK l _Toc291852669四十一、(連載41)半橋式開(kāi)關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852669 h 149HYPERLINK l _Toc291852670四十二、(連載42)半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) PAGEREF _Toc291852670 h 152HYPERLINK l _Toc291852671四十三、(連載43)全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源 PAGEREF _Toc291852671 h 154HYPERLINK l _Toc291852672四十四、(連載44)整流輸出全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源 PAGEREF _Toc291852672 h 1

13、60HYPERLINK l _Toc291852673四十五、(連載45)全橋式開(kāi)關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852673 h 163HYPERLINK l _Toc291852674四十六、(連載46)全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) PAGEREF _Toc291852674 h 165HYPERLINK l _Toc291852675四十七、(連載47)開(kāi)關(guān)電源主要器件之開(kāi)關(guān)電源變壓器 PAGEREF _Toc291852675 h 168HYPERLINK l _Toc291852676四十八、(連載48)開(kāi)關(guān)變壓器的工作原理 PAGEREF _Toc291852

14、676 h 171HYPERLINK l _Toc291852677四十九、(連載49)脈沖序列對(duì)單激式開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯的磁化part1 PAGEREF _Toc291852677 h 173HYPERLINK l _Toc291852678五十、(連載50)脈沖序列對(duì)單激式開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯的磁化part2 PAGEREF _Toc291852678 h 176HYPERLINK l _Toc291852679五十一、(連載51)變壓器鐵芯的初始磁化曲線 PAGEREF _Toc291852679 h 180HYPERLINK l _Toc291852680五十二、(連載52)單激式開(kāi)關(guān)電

15、源變壓器的伏秒容量與初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852680 h 183HYPERLINK l _Toc291852681五十三、(連載53)單脈沖序列對(duì)雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵心的磁化 PAGEREF _Toc291852681 h 186HYPERLINK l _Toc291852682五十四、(連載54)雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器伏秒容量與初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852682 h 191HYPERLINK l _Toc291852683五十五、(連載55)各種波形電源變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc291852683 h 192H

16、YPERLINK l _Toc291852684五十六、(連載56)雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器存在的風(fēng)險(xiǎn) PAGEREF _Toc291852684 h 195HYPERLINK l _Toc291852685五十七、(連載57)開(kāi)關(guān)電源變壓器磁滯損耗分析-part1 PAGEREF _Toc291852685 h 198HYPERLINK l _Toc291852686五十八、(連載58)開(kāi)關(guān)電源變壓器磁滯損耗分析part2 PAGEREF _Toc291852686 h 201HYPERLINK l _Toc291852687五十九、(連載59)開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯磁滯回線測(cè)量part1 PAGE

17、REF _Toc291852687 h 206HYPERLINK l _Toc291852688六十、(連載60)開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯磁滯回線測(cè)量part2 PAGEREF _Toc291852688 h 207HYPERLINK l _Toc291852689六十一、(連載61)開(kāi)關(guān)電源變壓器渦流損耗分析part1 PAGEREF _Toc291852689 h 212HYPERLINK l _Toc291852690六十二、(連載62)開(kāi)關(guān)電源變壓器渦流損耗分析part2 PAGEREF _Toc291852690 h 218HYPERLINK l _Toc291852691六十三、(連載6

18、3)開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯氣隙的選取 PAGEREF _Toc291852691 h 223HYPERLINK l _Toc291852692六十四、(連載64)單激式變壓器鐵芯磁滯損耗、渦流損耗的測(cè)量part1 PAGEREF _Toc291852692 h 226HYPERLINK l _Toc291852693六十五、(連載65)單激式變壓器鐵芯磁滯損耗、渦流損耗的測(cè)量part2 PAGEREF _Toc291852693 h 230HYPERLINK l _Toc291852694六十六、(連載66)雙激式變壓器鐵芯磁滯損耗、渦流損耗的測(cè)量 PAGEREF _Toc291852694 h

19、234HYPERLINK l _Toc291852695六十七、(連載67)變壓器鐵芯脈沖導(dǎo)磁率與平均導(dǎo)磁率的測(cè)量 PAGEREF _Toc291852695 h 238HYPERLINK l _Toc291852696六十八、(連載68)開(kāi)關(guān)變壓器的有效導(dǎo)磁率 PAGEREF _Toc291852696 h 240HYPERLINK l _Toc291852697六十九、(連載69)開(kāi)關(guān)電源變壓器的漏感 PAGEREF _Toc291852697 h 243HYPERLINK l _Toc291852698七十、(連載70)線圈電感量的計(jì)算part1 PAGEREF _Toc29185269

20、8 h 248HYPERLINK l _Toc291852699七十一、(連載71)線圈電感量的計(jì)算part2 PAGEREF _Toc291852699 h 251HYPERLINK l _Toc291852700七十二、(連載72)開(kāi)關(guān)電源變壓器的分布電容part1 PAGEREF _Toc291852700 h 257HYPERLINK l _Toc291852701七十三、(連載73)開(kāi)關(guān)電源變壓器的分布電容part2 PAGEREF _Toc291852701 h 260HYPERLINK l _Toc291852702七十四、(連載74)漏感與分布電容對(duì)輸出波形的影響part1 P

21、AGEREF _Toc291852702 h 263HYPERLINK l _Toc291852703七十五、(連載75)漏感與分布電容對(duì)輸出波形的影響part2 PAGEREF _Toc291852703 h 265HYPERLINK l _Toc291852704七十六、(連載76)漏感與分布電容對(duì)輸出波形的影響part3 PAGEREF _Toc291852704 h 271HYPERLINK l _Toc291852705七十七、(連載77)開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量的測(cè)量part1 PAGEREF _Toc291852705 h 276HYPERLINK l _Toc291852706七十八

22、、(連載78)開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量的測(cè)量part2 PAGEREF _Toc291852706 h 279HYPERLINK l _Toc291852707七十九、(連載79)開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量的測(cè)量 PAGEREF _Toc291852707 h 285HYPERLINK l _Toc291852708八十、(連載80)開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量的意義 PAGEREF _Toc291852708 h 291HYPERLINK l _Toc291852709八十一、(連載81)開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量測(cè)量舉例 PAGEREF _Toc291852709 h 294HYPERLINK l _Toc2918527

23、10八十二、(連載82)開(kāi)關(guān)變壓器伏秒容量測(cè)量舉例part2 PAGEREF _Toc291852710 h 298HYPERLINK l _Toc291852711八十三、(連載83)開(kāi)關(guān)變壓器的消磁方法 PAGEREF _Toc291852711 h 301HYPERLINK :/ eetrend /blog/100019735 o 開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)連載一第一章開(kāi)關(guān)電源的 根本工作原理(連載01)開(kāi)關(guān)電源的 根本工作原理星期二, 04/14/2009 - 14:46 HYPERLINK :/ eetrend /user/%E9%99%B6%E6%98%BE%E8%8A%B3 o 瀏覽用戶

24、信息陶顯芳因?yàn)榻蘸芏嗳嗽谙蛭易稍冇嘘P(guān)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)知識(shí)，這里將我撰寫(xiě)的?開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)?一書(shū)在電子創(chuàng)新網(wǎng)上首發(fā)，希望給設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源的工程師朋友一點(diǎn)幫助，我會(huì)以連載的形式發(fā)布此書(shū)，歡送提出改良建議！第一章 開(kāi)關(guān)電源的 根本工作原理1-1幾種 根本類型的開(kāi)關(guān)電源顧名思義，開(kāi)關(guān)電源就是利用電子開(kāi)關(guān)器件(如晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、可控硅閘流管等)，通過(guò)控制電路，使電子開(kāi)關(guān)器件不停地“接通和“關(guān)斷，讓電子開(kāi)關(guān)器件對(duì)輸入電壓進(jìn)展脈沖調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)DC/AC、DC/DC電壓變換，以及輸出電壓可調(diào)和自動(dòng)穩(wěn)壓。開(kāi)關(guān)電源一般有三種工作模式：頻率、脈沖寬度固定模式，頻率固定、脈沖寬度可變模式，頻率、脈沖寬度可變模式。

25、前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作模式多用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。另外，開(kāi)關(guān)電源輸出電壓也有三種工作方式：直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣，前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作方式多用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。根據(jù)開(kāi)關(guān)器件在電路中連接的方式，目前對(duì)比廣泛使用的開(kāi)關(guān)電源，大體上可分為：串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源、并聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源、變壓器式開(kāi)關(guān)電源等三大類。其中，變壓器式開(kāi)關(guān)電源(后面簡(jiǎn)稱變壓器開(kāi)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)變壓器的鼓勵(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

26、多種；如果從用途上來(lái)分，還可以分成更多種類。下面我們先對(duì)串聯(lián)式、并聯(lián)式、變壓器式等三種最 根本的開(kāi)關(guān)電源工作原理進(jìn)展簡(jiǎn)單介紹，其它種類的開(kāi)關(guān)電源也將逐步進(jìn)展詳細(xì)分析。1-2串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源1-2-1串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源的工作原理圖1-1-a是串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源的最簡(jiǎn)單工作原理圖，圖1-1-a中Ui是開(kāi)關(guān)電源的工作電壓，即：直流輸入電壓；K是控制開(kāi)關(guān)，R是負(fù)載。當(dāng)控制開(kāi)關(guān)K接通的時(shí)候，開(kāi)關(guān)電源就向負(fù)載R輸出一個(gè)脈沖寬度為Ton，幅度為Ui的脈沖電壓Up；當(dāng)控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷的時(shí)候，又相當(dāng)于開(kāi)關(guān)電源向負(fù)載R輸出一個(gè)脈沖寬度為Toff，幅度為0的脈沖電壓。這樣，控制開(kāi)關(guān)K不停地“接通和“關(guān)斷，在負(fù)載兩端就可以得到一

27、個(gè)脈沖調(diào)制的輸出電壓uo 。圖1-1-b是串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的波形，由圖中看出，控制開(kāi)關(guān)K輸出電壓uo是一個(gè)脈沖調(diào)制方波，脈沖幅度Up等于輸入電壓Ui，脈沖寬度等于控制開(kāi)關(guān)K的接通時(shí)間Ton，由此可求得串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓uo的平均值Ua為：串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓uo的幅值Up等于輸入電壓Ui，其輸出電壓uo的平均值Ua總是小于輸入電壓Ui，因此，串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源一般都是以平均值Ua為變量輸出電壓。所以，串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源屬于降壓型開(kāi)關(guān)電源。串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源也有人稱它為斬波器，由于它工作原理簡(jiǎn)單，工作效率很高，因此其在輸出功率控制方面應(yīng)用很廣。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

28、屬于串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用。如果串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源只單純用于功率輸出控制，電壓輸出可以不用接整流濾波電路，而直接給負(fù)載提供功率輸出；但如果用于穩(wěn)壓輸出，那么必須要經(jīng)過(guò)整流濾波。串聯(lián)式開(kāi)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。HYPERLINK :/ eetrend /blog/100019740 o 開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)連載二串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓濾波電路(連載02)串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓濾波電路星期三, 04/15/2009 - 10:36 HYPERLINK :/ eetrend /user/%E9%9

29、9%B6%E6%98%BE%E8%8A%B3 o 瀏覽用戶信息陶顯芳1-2-2串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓濾波電路大多數(shù)開(kāi)關(guān)電源輸出都是直流電壓，因此，一般開(kāi)關(guān)電源的輸出電路都帶有整流濾波電路。圖1-2是帶有整流濾波功能的串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源工作原理圖。圖1-2是在圖1-1-a電路的根基上，增加了一個(gè)整流二極管和一個(gè)LC濾波電路。其中L是儲(chǔ)能濾波電感，它的作用是在控制開(kāi)關(guān)K接通期間Ton限制大電流通過(guò)，防止輸入電壓Ui直接加到負(fù)載R上，對(duì)負(fù)載R進(jìn)展電壓沖擊，同時(shí)對(duì)流過(guò)電感的電流iL轉(zhuǎn)化成磁能進(jìn)展能量存儲(chǔ)，然后在控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷期間Toff把磁能轉(zhuǎn)化成電流iL繼續(xù)向負(fù)載R提供能量輸出；C是儲(chǔ)能濾波電容，它的作

30、用是在控制開(kāi)關(guān)K接通期間Ton把流過(guò)儲(chǔ)能電感L的局部電流轉(zhuǎn)化成電荷進(jìn)展存儲(chǔ)，然后在控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷期間Toff把電荷轉(zhuǎn)化成電流繼續(xù)向負(fù)載R提供能量輸出；D是整流二極管，主要功能是續(xù)流作用，故稱它為續(xù)流二極管，其作用是在控制開(kāi)關(guān)關(guān)斷期間Toff，給儲(chǔ)能濾波電感L釋放能量提供電流通路。在控制開(kāi)關(guān)關(guān)斷期間Toff，儲(chǔ)能電感L將產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流iL由反電動(dòng)勢(shì)eL的正極流出，通過(guò)負(fù)載R，再經(jīng)過(guò)續(xù)流二極管D的正極，然后從續(xù)流二極管D的負(fù)極流出，最后回到反電動(dòng)勢(shì)eL的負(fù)極。對(duì)于圖1-2，如果不看控制開(kāi)關(guān)K和輸入電壓Ui，它是一個(gè)典型的反 型濾波電路，它的作用是把脈動(dòng)直流電壓通過(guò)平滑濾波輸出其

31、平均值。圖1-3、圖1-4、圖1-5分別是控制開(kāi)關(guān)K的占空比D等于0.5、 0.5時(shí)，圖1-2電路中幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的電壓和電流波形。圖1-3-a)、圖1-4-a)、圖1-5-a)分別為控制開(kāi)關(guān)K輸出電壓uo的波形；圖1-3-b)、圖1-4-b)、圖1-5-b)分別為儲(chǔ)能濾波電容兩端電壓uc的波形；圖1-3-c)、圖1-4-c)、圖1-5-c)分別為流過(guò)儲(chǔ)能電感L電流iL的波形。在Ton期間，控制開(kāi)關(guān)K接通，輸入電壓Ui通過(guò)控制開(kāi)關(guān)K輸出電壓uo，然后加到儲(chǔ)能濾波電感L和儲(chǔ)能濾波電容C組成的濾波電路上，在此期間儲(chǔ)能濾波電感L兩端的電壓eL為：eL = Ldi/dt = Ui Uo K接通期間 (1-

32、4)式中：Ui輸入電壓，Uo為直流輸出電壓，即：電容兩端的電壓uc的平均值。在此順便說(shuō)明：由于電容兩端的電壓變化量U相對(duì)于輸出電壓Uo來(lái)說(shuō)非常小，為了簡(jiǎn)單，我們這里把Uo當(dāng)成常量來(lái)處理。在某種情況下，如需要對(duì)電容的初次充、放電過(guò)程進(jìn)展分析時(shí)，必須需要建設(shè)微分方程，并求解。因?yàn)檩敵鲭妷篣o的建設(shè)需要一定的時(shí)間，準(zhǔn)確計(jì)算得出的結(jié)果中一般都含有指數(shù)函數(shù)項(xiàng)，當(dāng)令時(shí)間變量等于無(wú)窮大時(shí)，即電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)，再對(duì)相關(guān)參量取平均值，其結(jié)果就 根本與(1-4)相等。對(duì)(1-4)式進(jìn)展積分得：式中i(0)為控制開(kāi)關(guān)K轉(zhuǎn)換瞬間(t = 0時(shí)刻)，即：控制開(kāi)關(guān)K剛接通瞬間流過(guò)電感L的電流，或稱流過(guò)電感L的初始電流。當(dāng)控

33、制開(kāi)關(guān)K由接通期間Ton突然轉(zhuǎn)換到關(guān)斷期間Toff的瞬間，流過(guò)電感L的電流iL到達(dá)最大值：iLm =(Ui-Uo)Ton/L + i(0) K關(guān)斷前瞬間 (1-6)在Toff期間，控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷，儲(chǔ)能電感L把磁能轉(zhuǎn)化成電流iL，通過(guò)整流二極管D繼續(xù)向負(fù)載R提供能量，在此期間儲(chǔ)能濾波電感L兩端的電壓eL為：eL = Ldi/dt = Uo K關(guān)斷期間 (1-7)式中Uo前的負(fù)號(hào)，表示K關(guān)斷期間電感產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的方向與K接通期間電感產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的方向正好相反。對(duì)(1-7)式進(jìn)展積分得： K關(guān)斷期間 (1-8)式中i(Ton+)為控制開(kāi)關(guān)K從Ton轉(zhuǎn)換到Toff的瞬間之前流過(guò)電感的電流，i(Ton+)也

34、可以寫(xiě)為i(Toff-)，即：控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷或接通瞬間，之前和之后流過(guò)電感L的電流相等。實(shí)際上(1-8)式中的i(Ton+)就是(1-6)式中的iLm，即：上面計(jì)算都是假設(shè)輸出電壓Uo 根本不變的情況得到的結(jié)果，在實(shí)際應(yīng)用電路中也正好是這樣，輸出電壓Uo的電壓紋波非常小，只有輸出電壓的百分之幾，工程計(jì)算中完全可以忽略不計(jì)。從(1-4)式到(1-11)和圖1-3、圖1-4、圖1-5中可以看出：當(dāng)開(kāi)關(guān)電源工作于臨界連續(xù)電流或連續(xù)電流狀態(tài)時(shí)，在K接通和關(guān)斷的整個(gè)周期內(nèi)，儲(chǔ)能電感L都有電流流出，但在K接通期間與K關(guān)斷期間，流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流的上升率(絕對(duì)值)一般是不一樣的。在K接通期間，流過(guò)儲(chǔ)能電感

35、L的電流上升率為Ui-Uo/L： ；在K關(guān)斷期間，流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流上升率為： -Uo/L因此：(1)當(dāng)Ui = 2Uo時(shí)，即濾波輸出電壓Uo等于電源輸入電壓Ui的一半時(shí)，或控制開(kāi)關(guān)K的占空比D為二分之一時(shí)，流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流上升率，在K接通期間與K關(guān)斷期間絕對(duì)值完全相等，即電感存儲(chǔ)能量的速度與釋放能量的速度完全相等。此時(shí)，(1-5)式中i(0)和(1-11)式中iLX均等于0。在這種情況下，流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流iL為臨界連續(xù)電流，且濾波輸出電壓Uo等于濾波輸入電壓uo的平均值Ua。參看圖1-3。(2)當(dāng)Ui 2Uo時(shí)，即：濾波輸出電壓Uo小于電源輸入電壓Ui的一半時(shí)，或控制開(kāi)關(guān)K的占空比

36、小于二分之一時(shí)：雖然在K接通期間，流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流上升率(絕對(duì)值)，大于，在K關(guān)斷期間，流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流上升率(絕對(duì)值)；但由于(1-5)式中i(0)等于0，以及Ton小于Toff，此時(shí)，(1-11)式中的iLX會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，即輸出電壓反過(guò)來(lái)要對(duì)電感充電，但由于整流二極管D的存在，這是不可能的，這表示流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流提前過(guò)0，即有斷流。在這種情況下，流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流iL不是連續(xù)電流，開(kāi)關(guān)電源工作于電流不連續(xù)狀態(tài)，因此，輸出電壓Uo的紋波對(duì)比大，且濾波輸出電壓Uo小于濾波輸入電壓uo的平均值Ua。參看圖1-4。(3)當(dāng)UiHYPERLINK :/ eetrend /blog/100

37、019757 o 開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)連載三串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感的計(jì)算(連載03)串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感的計(jì)算星期四, 04/16/2009 - 09:14 HYPERLINK :/ eetrend /user/%E9%99%B6%E6%98%BE%E8%8A%B3 o 瀏覽用戶信息陶顯芳1-2-3串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感的計(jì)算從上面分析可知，串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓Uo與控制開(kāi)關(guān)的占空比D有關(guān)，還與儲(chǔ)能電感L的大小有關(guān)，因?yàn)閮?chǔ)能電感L決定電流的上升率(di/dt)，即輸出電流的大小。因此，正確選擇儲(chǔ)能電感的參數(shù)相當(dāng)重要。串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源最好工作于臨界連續(xù)電流狀態(tài)，或連續(xù)電流狀態(tài)。串聯(lián)式

38、開(kāi)關(guān)電源工作于臨界連續(xù)電流狀態(tài)時(shí)，濾波輸出電壓Uo正好是濾波輸入電壓uo的平均值Ua，此時(shí)，開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的調(diào)整率為最好，且輸出電壓Uo的紋波也不大。因此，我們可以從臨界連續(xù)電流狀態(tài)著手進(jìn)展分析。我們先看(1-6)式：iLm =(Ui-Uo)/L *Ton + i(0) K關(guān)斷前瞬間 (1-6)當(dāng)串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源工作于臨界連續(xù)電流狀態(tài)時(shí)，即D = 0.5時(shí)，i(0) = 0，iLm = 2 Io，因此，(1-6)式可以改寫(xiě)為：2Io = Uo/2L *T K關(guān)斷前瞬間 (1-12)式中Io為流過(guò)負(fù)載的電流(平均電流)，當(dāng)D = 0.5時(shí)，其大小正好等于流過(guò)儲(chǔ)能電感L最大電流iLm的二分之一；T

39、為開(kāi)關(guān)電源的工作周期，T正好等于2倍Ton。由此求得：L = Uo/4Io *T D = 0.5時(shí) (1-13)或：L Uo/4Io *T =Ui/2Io*T D = 0.5時(shí) (1-14)(1-13)和(1-14)式，就是計(jì)算串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感L的公式(D = 0.5時(shí))。(1-13)和(1-14)式的計(jì)算結(jié)果，只給出了計(jì)算串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感L的中間值，或平均值，對(duì)于極端情況可以在平均值的計(jì)算結(jié)果上再乘以一個(gè)大于1的系數(shù)。如果增大儲(chǔ)能濾波電感L的電感量，濾波輸出電壓Uo將小于濾波輸入電壓uo的平均值Ua，因此，在保證濾波輸出電壓Uo為一定值的情況下，勢(shì)必要增大控制開(kāi)關(guān)K的占空

40、比D，以保持輸出電壓Uo的穩(wěn)定；而控制開(kāi)關(guān)K的占空比D增大，又將會(huì)使流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感L的電流iL不連續(xù)的時(shí)間縮短，或由電流不連續(xù)變成電流連續(xù)，從而使輸出電壓Uo的電壓紋波UP-P進(jìn)一步會(huì)減小，輸出電壓更穩(wěn)定。如果儲(chǔ)能濾波電感L的值小于(1-13)式的值，串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源濾波輸出的電壓Uo將大于濾波輸入電壓uo的平均值Ua，在保證濾波輸出電壓Uo為一定值的情況下，勢(shì)必要減小控制開(kāi)關(guān)K的占空比D，以保持輸出電壓Uo的值不變；控制開(kāi)關(guān)K的占空比D減小，將會(huì)使流過(guò)濾波電感L的電流iL出現(xiàn)不連續(xù)，從而使輸出電壓Uo的電壓紋波UP-P增大，造成輸出電壓不穩(wěn)定。由此可知，調(diào)整串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源濾波輸出電壓Uo的大

41、小，實(shí)際上就是同時(shí)調(diào)整流過(guò)濾波電感L和控制開(kāi)關(guān)K占空比D的大小。由圖1-4可以看出：當(dāng)控制開(kāi)關(guān)K的占空比D小于0.5時(shí)，流過(guò)濾波電感L的電流iL出現(xiàn)不連續(xù)，輸出電流Io小于流過(guò)濾波電感L最大電流iLm的二分之一，濾波輸出電壓Uo的電壓紋波UP-P將顯著增大。因此，串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源最好不要工作于圖1-4的電流不連續(xù)狀態(tài)，而最好工作于圖1-3和圖1-5表示的臨界連續(xù)電流和連續(xù)電流狀態(tài)。串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源工作于臨界連續(xù)電流狀態(tài)，輸出電壓Uo等于輸入電壓Ui的二分之一，等于濾波輸入電壓uo的平均值Ua；且輸出電流Io也等于流過(guò)濾波電感L最大電流iLm的二分之一。串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源工作于連續(xù)電流狀態(tài)，輸出電壓Uo

42、大于輸入電壓Ui的二分之一，大于濾波輸入電壓uo的平均值Ua；且輸出電流Io也大于流過(guò)濾波電感L最大電流iLm的二分之一。HYPERLINK :/ eetrend /blog/100019782 o 開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)連載四串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算(連載04)串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算星期五, 04/17/2009 - 13:55 HYPERLINK :/ eetrend /user/%E9%99%B6%E6%98%BE%E8%8A%B3 o 瀏覽用戶信息陶顯芳1-2-4串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算我們同樣從流過(guò)儲(chǔ)能電感的電流為臨界連續(xù)電流狀態(tài)著手，對(duì)儲(chǔ)能濾波電容C的充、放電

43、過(guò)程進(jìn)展分析，然后再對(duì)儲(chǔ)能濾波電容C的數(shù)值進(jìn)展計(jì)算。圖1-6是串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源工作于臨界連續(xù)電流狀態(tài)時(shí)，串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源電路中各點(diǎn)電壓和電流的波形。圖1-6中，Ui為電源的輸入電壓，uo為控制開(kāi)關(guān)K的輸出電壓，Uo為電源濾波輸出電壓，iL為流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感電流，Io為流過(guò)負(fù)載的電流。圖1-6-a)是控制開(kāi)關(guān)K輸出電壓的波形；圖1-6-b)是儲(chǔ)能濾波電容C的充、放電曲線圖；圖1-6-c)是流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感電流iL的波形。當(dāng)串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源工作于臨界連續(xù)電流狀態(tài)時(shí)，控制開(kāi)關(guān)K的占空比D等于0.5，流過(guò)負(fù)載的電流Io等于流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感最大電流iLm的二分之一。在Ton期間，控制開(kāi)關(guān)K接通，輸入電壓Ui通

44、過(guò)控制開(kāi)關(guān)K輸出電壓uo ，在輸出電壓uo的作用下，流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感L的電流開(kāi)場(chǎng)增大。當(dāng)作用時(shí)間t大于二分之一Ton的時(shí)候，流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感L的電流iL開(kāi)場(chǎng)大于流過(guò)負(fù)載的電流Io ，所以流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感L的電流iL有一局部開(kāi)場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能濾波電容C進(jìn)展充電，儲(chǔ)能濾波電容C的兩端電壓開(kāi)場(chǎng)上升。當(dāng)作用時(shí)間t等于Ton的時(shí)候，流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感L的電流iL為最大，但儲(chǔ)能濾波電容C的兩端電壓并沒(méi)有到達(dá)最大值，此時(shí)，儲(chǔ)能濾波電容C的兩端電壓還在繼續(xù)上升，因?yàn)?，流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感L的電流iL還大于流過(guò)負(fù)載的電流Io ；當(dāng)作用時(shí)間t等于二分之一Toff的時(shí)候，流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感L的電流iL正好等于負(fù)載電流Io，儲(chǔ)能濾波

45、電容C的兩端電壓到達(dá)最大值，電容停頓充電，并開(kāi)場(chǎng)從充電轉(zhuǎn)為放電?？梢宰C明，儲(chǔ)能濾波電容進(jìn)展充電時(shí)，電容兩端的電壓是按正弦曲線的速率變化，而儲(chǔ)能濾波電容進(jìn)展放電時(shí)，電容兩端的電壓是按指數(shù)曲線的速率變化，這一點(diǎn)后面還要詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)參考后面圖1-23、圖1-24、圖1-25的詳細(xì)分析。圖1-6中，電容兩端的充放電曲線是有意把它的曲率放大了的，實(shí)際上它們的變化曲率并沒(méi)有那么大。因?yàn)閮?chǔ)能濾波電感L和儲(chǔ)能濾波電容構(gòu)成的時(shí)間常數(shù)相對(duì)于控制開(kāi)關(guān)的接通或關(guān)斷時(shí)間來(lái)說(shuō)非常大(正弦曲線的周期：(1-17)和(1-18)式，就是計(jì)算串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的公式(D = 0.5時(shí))。式中：Io是流過(guò)負(fù)載的電流，T為

46、控制開(kāi)關(guān)K的工作周期，UP-P為輸出電壓的波紋。電壓波紋UP-P一般都取峰-峰值，所以電壓波紋正好等于電容器充電或放電時(shí)的電壓增量，即：UP-P = 2Uc 。順便說(shuō)明，由于人們習(xí)慣上都是以輸出電壓的平均值為水平線，把電壓紋波分成正負(fù)兩局部，所以這里遵照習(xí)慣也把電容器充電或放電時(shí)的電壓增量分成兩局部，即：2Uc。同理，(1-17)和(1-18)式的計(jì)算結(jié)果，只給出了計(jì)算串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容C的中間值，或平均值，對(duì)于極端情況可以在平均值的計(jì)算結(jié)果上再乘以一個(gè)大于1的系數(shù)。當(dāng)儲(chǔ)能濾波電容的值小于(1-17)式的值時(shí)，串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源濾波輸出電壓Uo的電壓紋波UP-P會(huì)增大，并且當(dāng)開(kāi)關(guān)K工作的占

47、空比D小于0.5時(shí)，由于流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感L的電流iL出現(xiàn)不連續(xù)，電容器放電的時(shí)間大于電容器充電的時(shí)間，因此，開(kāi)關(guān)電源濾波輸出電壓Uo的電壓紋波UP-P將顯著增大。因此，最好按(1-17)式計(jì)算結(jié)果的2倍以上來(lái)選取儲(chǔ)能濾波電容的參數(shù)。HYPERLINK :/ eetrend /blog/100019797 o 開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)連載五反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源(連載05)反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源星期日, 04/19/2009 - 01:04 HYPERLINK :/ eetrend /user/%E9%99%B6%E6%98%BE%E8%8A%B3 o 瀏覽用戶信息陶顯芳1-3反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源1-3-1反轉(zhuǎn)

48、式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源的工作原理圖1-7是另一種串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源，一般稱為反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源。這種反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源與一般串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源的區(qū)別是，這種反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源輸出的電壓是負(fù)電壓，正好與一般串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出的正電壓極性相反；并且由于儲(chǔ)能電感L只在開(kāi)關(guān)K關(guān)斷時(shí)才向負(fù)載輸出電流，因此，在一樣條件下，反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源輸出的電流比串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出的電流小一倍。在一般電路中大局部都是使用單極性電源，但在一些特殊場(chǎng)合，有時(shí)需要兩組電源，其中一組為負(fù)電源。因此，選用圖1-7所示的反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源作為負(fù)電源是很方便的。圖1-7中，Ui為輸入電源，K為控制開(kāi)關(guān)，L為儲(chǔ)能電感，D為整流二極管，C為儲(chǔ)能濾波電

49、容，R為負(fù)載電阻。當(dāng)控制開(kāi)關(guān)K接通的時(shí)候，輸入電源Ui開(kāi)場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能電感L加電，流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流開(kāi)場(chǎng)增加，同時(shí)電流在儲(chǔ)能電感中也要產(chǎn)生磁場(chǎng)；當(dāng)控制開(kāi)關(guān)K由接通轉(zhuǎn)為關(guān)斷的時(shí)候，儲(chǔ)能電感會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，使電流繼續(xù)流動(dòng)，并通過(guò)整流二極管D進(jìn)展整流，再經(jīng)電容儲(chǔ)能濾波，然后向負(fù)載R提供電流輸出?？刂崎_(kāi)關(guān)K不斷地反復(fù)接通和關(guān)斷過(guò)程，在負(fù)載R上就可以得到一個(gè)負(fù)極性的電壓輸出。圖1-8、圖1-9、圖1-10分別是控制開(kāi)關(guān)K的占空比D等于0.5、 0.5時(shí)，圖1-7電路中幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的電壓和電流波形。圖1-8-a)、圖1-9-a)、圖1-10-a)分別為控制開(kāi)關(guān)K輸出電壓uo的波形；圖1-8-b)、圖1-9-b)

50、、圖1-10-b)分別為儲(chǔ)能濾波電容兩端電壓uc的波形；圖1-8-c)、圖1-9-c)、圖1-10-c)分別為流過(guò)儲(chǔ)能電感L電流iL的波形。應(yīng)該特別注意的是，圖1-8-c)、圖1-9-c)、圖1-10-c)中的電流波形按原理應(yīng)該取負(fù)值，但取負(fù)值后與前面圖1-5與圖1-6比照反而覺(jué)得不好比照和分析，因此，當(dāng)進(jìn)展具體計(jì)算時(shí)，一定要注意電流和電壓的方向。在開(kāi)關(guān)接通Ton期間，控制開(kāi)關(guān)K接通，電源Ui開(kāi)場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能電感L供電，在此期間儲(chǔ)能電感L兩端的電壓eL為：eL = Ldi/dt = Ui K接通期間 (1-19)對(duì)(1-19)式進(jìn)展積分得：式中iL為流過(guò)儲(chǔ)能電感L電流的瞬時(shí)值，t為時(shí)間變量；i(0)

51、為的初始電流，即：控制開(kāi)關(guān)K接通瞬間之前，流過(guò)儲(chǔ)能電感L中的電流。當(dāng)開(kāi)關(guān)電源工作于臨界連續(xù)電流狀態(tài)時(shí)，i(0) = ，由此可以求得流過(guò)儲(chǔ)能電感L的最大電流為：iLm =Ui/L *Ton K關(guān)斷前瞬間 (1-21)在開(kāi)關(guān)關(guān)斷Toff期間，控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷，儲(chǔ)能電感L把電流iLm轉(zhuǎn)化成反電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)整流二極管D繼續(xù)向負(fù)載R提供能量，在此期間儲(chǔ)能電感L兩端的電壓eL為：eL = Ldi/dt = Uo K關(guān)斷期間 (1-22)式中Uo前的負(fù)號(hào)，表示K關(guān)斷期間電感產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的方向與K接通期間電感產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的方向正好相反。對(duì)(1-22)式進(jìn)展積分得：式中i(Ton+)為控制開(kāi)關(guān)K從Ton轉(zhuǎn)換到Toff的

52、瞬間之前流過(guò)電感的電流，i(Ton+)也可以寫(xiě)為i(Toff-)，即：控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷或接通瞬間，之前和之后流過(guò)電感L的電流相等。實(shí)際上(1-23)式中的i(Ton+)就是(1-21)式中的iLm，即：i(Ton+) = iLm K關(guān)斷前瞬間 (1-24)因此，(1-9)式可以改寫(xiě)為：iL =( Uo/L) *t + iLm K關(guān)斷期間 (1-25)當(dāng)t = Toff時(shí)iL到達(dá)最小值。其最小值為：iLX = (Uo/L)*Toff + iLm K接通前瞬間 (1-26)反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源輸出電壓一般為負(fù)脈沖的幅值。當(dāng)開(kāi)關(guān)電源工作于臨界連續(xù)電流狀態(tài)時(shí)，流過(guò)儲(chǔ)能電感的初始電流i(0)等于0(參看圖1

53、-8-a)，即：(1-26)式中流過(guò)儲(chǔ)能電感電流的最小值iLX等于0。因此，由(1-21)和(1-26)式，可求得反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源輸出電壓Uo為：由(1-27)式可以看出，反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源輸出電壓與輸入電壓與開(kāi)關(guān)接通的時(shí)間成正比，與開(kāi)關(guān)關(guān)斷的時(shí)間成反比。另外，從圖1-8可以看出，由于反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源，僅當(dāng)控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷期間才產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)向負(fù)載提供能量。因此，當(dāng)占空比為0.5時(shí)，輸出電流的平均值Io為流過(guò)儲(chǔ)能電感電流最大值的四分之一；當(dāng)占空比小于0.5時(shí)，輸出電流的平均值Io小于流過(guò)儲(chǔ)能電感電流最大值的四分之一(圖1-9)；當(dāng)占空比大于0.5時(shí)，輸出電流的平均值Io大于流過(guò)儲(chǔ)能電感電流最大

54、值的四分之一(圖1-10)。HYPERLINK :/ eetrend /blog/100019807 o 開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)連載六反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能電感的計(jì)算(連載06)反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能電感的計(jì)算星期一, 04/20/2009 - 11:02 HYPERLINK :/ eetrend /user/%E9%99%B6%E6%98%BE%E8%8A%B3 o 瀏覽用戶信息陶顯芳1-3-2反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能電感的計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能電感的計(jì)算方法與前面“串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感的計(jì)算方法 根本一樣，計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源中儲(chǔ)能電感的數(shù)值，也是從流過(guò)儲(chǔ)能電感的電流為臨界連續(xù)電流狀

55、態(tài)進(jìn)展分析。但須要特別注意，反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源中的儲(chǔ)能電感僅在控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷期間才產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)向負(fù)載提供能量，因此，流過(guò)負(fù)載的電流比串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源流過(guò)負(fù)載的電流小一倍，即：當(dāng)占空比小于0.5時(shí)，反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源中流過(guò)負(fù)載R的電流Io只有流過(guò)儲(chǔ)能電感L最大電流iLm的四分之一。根據(jù)(1-21)式：iLm =Ui*Ton/L K關(guān)斷前瞬間 (1-21)(1-21)式可以改寫(xiě)為：4Io = Ui*T/2L K關(guān)斷前瞬間 (1-28)式中Io為流過(guò)負(fù)載的電流，當(dāng)D = 0.5時(shí)，其大小等于最大電流iLm的四分之一；T為開(kāi)關(guān)電源的工作周期，T正好等于2倍Ton。由此求得：L = Ui*T/8Io D

56、= 0.5時(shí) (1-29)或：L Ui*T/8Io D = 0.5時(shí) (1-30)(1-29)和(1-30)式，就是計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源中儲(chǔ)能電感的公式。同理，(1-29)和(1-30)式的計(jì)算結(jié)果，只給出了計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感L的中間值，或平均值，對(duì)于極端情況可以在平均值的計(jì)算結(jié)果上再乘以一個(gè)大于1的系數(shù)。當(dāng)儲(chǔ)能電感L的值小于(1-29)式的值時(shí)，流過(guò)濾波電感L的電流上升率將增大，如果流過(guò)濾波電感L的電流iL為連續(xù)電流，輸出電壓Uo將會(huì)升高；如果為了維持濾波輸出電壓Uo不變，那么必須要把控制開(kāi)關(guān)K占空比D減小，但占空比D的減小將會(huì)使流過(guò)儲(chǔ)能電感的電流iL出現(xiàn)不連續(xù)，從而使濾波

57、輸出電壓Uo的電壓紋波增大。如果流過(guò)濾波電感L的電流iL不是連續(xù)電流，儲(chǔ)能電感L的減小，將會(huì)使流過(guò)儲(chǔ)能電感的電流iL不連續(xù)的時(shí)間變長(zhǎng)，電源濾波輸出電壓Uo不但不會(huì)升高，反而會(huì)使反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源濾波輸出電壓Uo的電壓紋波顯著增大。當(dāng)儲(chǔ)能濾波電感L的值大于(1-29)式的值時(shí)，流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流上升率將減小，輸出電壓Uo將降低，但濾波輸出電壓Uo的電壓紋波顯著減?。蝗绻麨榱司S持電源濾波輸出電壓Uo不變，控制開(kāi)關(guān)K必須要把占空比D增大，而占空比D的增大又會(huì)使流過(guò)儲(chǔ)能電感的電流iL不連續(xù)的時(shí)間縮短，或由電流不連續(xù)變成電流連續(xù)，從而使電源濾波輸出電壓Uo的電壓紋波降低。HYPERLINK :/ ee

58、trend /blog/100019826 o 開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)連載七反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算(連載07)反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算星期二, 04/21/2009 - 10:36 HYPERLINK :/ eetrend /user/%E9%99%B6%E6%98%BE%E8%8A%B3 o 瀏覽用戶信息陶顯芳1-3-3反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容參數(shù)的計(jì)算，與串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算方法 根本一樣。但要注意，即使是在占空比D等于0.5的情況下，濾波電容器充、放電的時(shí)間都不相等，濾波電容器充電的時(shí)間小于半個(gè)工作周期，而電容器

59、放電的時(shí)間那么大于半個(gè)工作周期，但電容器充、放電的電荷是相等的，即電容器充電時(shí)的電流大于放電時(shí)的電流。這是整流濾波電路的普遍規(guī)律。從圖1-8可以看出，在占空比D等于0.5的情況下，電容器充電的時(shí)間為3T/8 ，電容充電電流的平均值為3iLm/8或3Io/2 ；而電容器放電的時(shí)間為5T/8，電容放電電流的平均值為0.9 Io。因此有：式中Q為電容器充電的電荷，Io流過(guò)負(fù)載的平均電流，T為工作周期。電容充電時(shí)，電容兩端的電壓由最小值充到最大值(絕對(duì)值)，相應(yīng)的電壓增量為2Uc，由此求得電容器兩端的波紋電壓UP-P為：(1-33)和(1-34)式，就是計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的公式(D =

60、 0.5時(shí))。式中：Io是流過(guò)負(fù)載電流的平均值，T為開(kāi)關(guān)工作周期，UP-P為濾波輸出電壓的波紋，或電壓紋波。一般波紋電壓都是取電壓增量的峰-峰值，因此，當(dāng)D = 0.5時(shí)，波紋電壓等于電容器充電的電壓增量，即：UP-P = 2Uc 。同理，(1-33)和(1-34)式的計(jì)算結(jié)果，只給出了計(jì)算反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容C的中間值，或平均值，對(duì)于極端情況可以在平均值的計(jì)算結(jié)果上再乘以一個(gè)大于1的系數(shù)。當(dāng)開(kāi)關(guān)K的占空比D小于0.5時(shí)，由于流過(guò)儲(chǔ)能濾波電感L的電流會(huì)不連續(xù)，電容器放電的時(shí)間將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電容器充電的時(shí)間，因此，開(kāi)關(guān)電源濾波輸出電壓的紋波將顯著增大。另外，開(kāi)關(guān)電源的負(fù)載一般也不是固定的，