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开关电源开机时刻的过渡过程

时间:11-21 来源:互联网 点击:

前面我们分析过的所有

图1-19中,当工作开关由接通转为关断时,开关电源变压器次级线圈产生的反电动势为:

式中,q为电容存储的电荷量,C1和C2为待定系数,ω = ,为角频率,即电容器充放电的速率。这里为了简化在不容易混淆的情况下我们经常把电感L和电容C的下标省去。

当t = 0 时,q = 0,由此求得C1 = 0,当t = Toff时,由于电容容量很大,电容器一般在一个工作周期内是不可能充满电的,大约需要十几个周期以上才能充满。当电容充满电时,电容两端的电压就可以达到电源电压的峰值,即:q = UpC,由此,求得C2 = UpC,所以(1-112)式可以写为:这里特别指出,(1-112)、(1-113)、(1-114)式中的时间t对于电容器充电来说是不连续的,它是按正弦曲线一段、一段地进行迭加,如图23。

图1-23-a)中,uo为变压器次级线圈输出电压的脉冲波形,虚线是整流之前变压器次级线圈的输出波形(半波平均值),实线是实际输出波形,由于整流二极管的限幅作用,所以实际输出电压幅度要比正常工作时低很多。在每次工作开关由接通转变为关断期间,变压器次级线圈的输出电压,都经整流二极管对储能滤波电容进行充电,使储能滤波电容两端的电压一步、一步地升高,输出电压幅度也一步、一步地升高。

图1-23-b)是储能滤波电容器进行充电的电压波形,它需要经过多个工作周期后才能对储能滤波电容充满电,因此,储能滤波电容两端的电压是按正弦曲线,像爬楼梯一样,一个、一个楼梯一样提升,直到储能滤波电容两端的电压达到最大值Up。

图1-23-c),是变压器初、次级线圈的电流波形。图中,i1为流过变压器初级线圈中的电流,i2为流过变压器次级线圈中的电流(虚线所示)。实际上流过变压器次级线圈中的电流i2也不是线性下降,而是按余弦或指数曲线变化,但由于其曲率变化很小,所以我们把它近似地看成是一根直线,或用其变化率的平均值来代替,以便与输出电压波形(矩形波)对应。

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