開關電源的導通、截止與啟動

開關電源中的開關管從導通到截止，嚴格來說是一個非常復雜的過程，但我們在進行工作原理分析的時候，一般都會先對一些非主要問題進行簡單化。例如，當電源開關管導通或截止的時候，我們就把它看成是一個理想的開關，其工作時只有兩種狀態(tài)，通或斷。但實際上開關管的導通和關斷都是一個很復雜的過程，它除了通或斷之外，還有一個在高頻時不能忽視的問題，就是開關管導通時，是從截止區(qū)到放大區(qū)，然后再由放大區(qū)到飽和區(qū)的工作過程。這個工作過程需要用微分方程才能求解，在這里我不想對你介紹得太復雜。

簡單地說，電源開關管導通和關斷都是需要時間的。一般都簡單地把開關管導通時間ton分為導通延時時間td和導通上升時間tr，而把開關管關閉時間toff分為關閉延時時間tstg(或稱關閉貯存時間)和關閉下降時間tf。

圖1是電源開關管導通和關閉過程的測試波形，實際上圖1中的測試波形也是被簡化過了的，實際波形中，波形的上升沿一般是一條變化率為正的指數(shù)曲線，而波形的下降沿則是一條變化率為負的指數(shù)曲線，為了簡單，圖1中都用直線來取代。

開關電源在第一個工作周期，由于輸出電壓要對濾波儲能電容充電，因為充電電流很大，負載會很重(或相當于負載短路)，因此一般的開關電源都要采取軟啟動措施，開始的時候占空比很小，然后才慢慢地趨于正常，即開始的時候輸出功率很小，然后才慢慢變大?；蜷_始的時候，工作電壓比較低，然后才慢慢升高到正常值。

嚴格地說，開關電源永遠都工作在非穩(wěn)定狀態(tài)，所謂穩(wěn)定也只是相對而言。例如，開關電源的穩(wěn)壓過程就是這樣的：當輸出電壓升高時，經(jīng)過取樣比較，取樣電路會輸出一個誤差信號給脈寬調(diào)制電路，使占空比減小，從而使輸出電壓降低;當輸出電壓降低之后，經(jīng)過取樣比較，取樣電路又會輸出一個誤差信號給脈寬調(diào)制電路，使占空比增加，從而使輸出電壓升高，這樣反復循環(huán)，開關電源的輸出電壓將永遠是按一定的頻率在電壓的平均值上下擺動，所謂的穩(wěn)壓只不過是輸出電壓的平均值比較穩(wěn)定而已。

對于流過開關變壓器初級線圈的電流也不是一個穩(wěn)定值，一般都是一個鋸齒波，整流輸出電流也一樣。對LED進行恒流驅動，一般也是指經(jīng)濾波之后，濾波器輸出的電流比較穩(wěn)定，此穩(wěn)定也是指平均值，而濾波器的輸入電流一般都是一個鋸齒波。

開關電源開始的第一個周期一般都認為是從開關管導通算為開始，這主要看你要分析的電路是從哪里切入，如果是指開關電源的所有電路什么時候開始工作，這個可認為是從電源開關一接通就開始工作，如果需要分析各個點的波形，則必須要取電路中的某個器件工作的波形作為參考點(或稱同步)。

在開關電源開始的第一個周期，一般取樣電路基本上是不工作的，因為輸出電壓對濾波電容進行充電，需要好幾個周期后才能充電到正常值，只有輸出電壓達到正常值之后，取樣電路才能正常工作。不過取樣電路沒有正常工作之前，其輸出電壓的絕對值等于0，這也算是誤差信號輸出的一種特殊情況(負最大值)。在此種情況下，如果開關電源沒有軟啟動電路，開關管工作時，其占空比將很大，很容易使變壓器飽和，并把開關管損壞。