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          漏感與分布電容對(duì)輸出波形的影響

          作者: 時(shí)間:2012-10-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          漏感與對(duì)

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/176131.htm

          開關(guān)電源變壓器一般可以等效成圖2-43所示電路。在圖2-43中,Ls為漏感,也可稱為電感,Cs為, 為勵(lì)磁電感,R為等效負(fù)載電阻。其中分布Cs還應(yīng)該包括次級(jí)線圈等效到初級(jí)線圈一側(cè)的分布電容,即次級(jí)線圈的分布電容也可以等效到初級(jí)線圈回路中。

          漏感與分布電容對(duì)輸出波形的影響

          圖2-43 開關(guān)電源變壓器等效電路

          設(shè)次級(jí)線圈的分布電容為C2,等效到初級(jí)線圈后的分布電容為C1,則有下面關(guān)系式:

          漏感與分布電容對(duì)輸出波形的影響

          上式中, Wc2為次級(jí)線圈分布電容C2存儲(chǔ)的能量, Wc1為C2等效到初級(jí)線圈后的分布電容C1存儲(chǔ)的能量;U1、U2分別為初、次級(jí)線圈的電壓,U2 = nU1,n = N2/N1為變壓比,N1 、N2分別為初、次級(jí)線圈的匝數(shù)。由此可以求得C1為:

          C1 = n2C2 (2-121)

          (2-120)式不但可以用于對(duì)初、次級(jí)線圈分布電容等效電路的換算,同樣可以用于對(duì)初、次級(jí)線圈電路中其它電容等效電路的換算。所以,C2亦可以是次級(jí)線圈電路中的任意電容,C1為C2等效到初級(jí)線圈電路中的電容。

          由此可以求得圖2-43中,變壓器的總分布電容Cs為:

          Cs = Cs1 + C1 = Cs1 +n2C2 (2-122)

          (2-122)式中,Cs為變壓器的總分布電容,Cs1為變壓器初級(jí)線圈的分布電容;C1為次級(jí)線圈電路中總電容C2(包括分布電容與電路中的電容)等效到初級(jí)線圈電路中的電容;n = N2/N1為變壓比。

          圖2-43開關(guān)變壓器的等效電路與一般變壓器的等效電路,雖然看起來基本沒有區(qū)別,但開關(guān)變壓器的等效電路一般是不能用穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行分析的;即:圖2-43中的等效負(fù)載電阻不是一個(gè)固定參數(shù),它會(huì)隨著開關(guān)電源的工作狀態(tài)不斷改變。例如,在反激式開關(guān)電源中,當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí),開關(guān)變壓器是沒有功率的,即負(fù)載電阻R等于無限大;而對(duì)于正激式開關(guān)電源,當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí),開關(guān)變壓器是有功率的,即負(fù)載電阻R既不等于無限大,也不等于0 。因此,分布電感與分布電容對(duì)正激式開關(guān)電源和反激式開關(guān)電源工作的是不一樣的。

          圖2-44和圖2-45分別是開關(guān)電源變壓器與電源開關(guān)管連接時(shí)的工作原理圖和各點(diǎn)工作電壓的圖。在圖2-44中,當(dāng)開關(guān)管Q1導(dǎo)通時(shí),無論是對(duì)正激式開關(guān)電源或反激式開關(guān)電源,分布電感Ls都會(huì)對(duì)流過開關(guān)管Q1的電流Id起到限制作用,即降低Id的電流上升率,這對(duì)保護(hù)開關(guān)管是有好處的;因?yàn)?,開關(guān)管剛導(dǎo)通的時(shí)候,電流在管芯內(nèi)部是以擴(kuò)散的形式由一個(gè)點(diǎn)向整個(gè)面擴(kuò)散的,如果電流上升率太大,很容易使開關(guān)管因局部面積電流密度過大造成損傷。

          漏感與分布電容對(duì)輸出波形的影響

          分布電感Ls和分布電容Cs可以看成是一個(gè)串聯(lián)振蕩回路,當(dāng)開關(guān)管Q1開始導(dǎo)通的時(shí)候,輸入脈沖電壓的上升率大于串聯(lián)振蕩回路自由振蕩電壓的上升率,因此,振蕩回路開始吸收能量,輸入電壓對(duì)Ls和Cs進(jìn)行充電,此時(shí),振蕩回路會(huì)抑制輸入電流上升率的增長(zhǎng);當(dāng)開關(guān)管Q1完全導(dǎo)通以后,脈沖進(jìn)入平頂階段,相當(dāng)于輸入脈沖電壓的上升率為0,此時(shí),輸入脈沖電壓的上升率小于串聯(lián)振蕩回路自由振蕩電壓的上升率,因此,振蕩回路開始釋放能量,振蕩回路產(chǎn)生阻尼振蕩。

          當(dāng)開關(guān)管Q1導(dǎo)通過后,開關(guān)管開始關(guān)斷,相當(dāng)于輸入脈沖電壓的上升率為負(fù),脈沖進(jìn)入反沖階段,此時(shí),輸入脈沖電壓的上升率小于串聯(lián)振蕩回路自由振蕩電壓的上升率,因此,振蕩回路又開始再次釋放能量,振蕩回路再次產(chǎn)生阻尼振蕩。

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