開關電源的導通、截止與啟動
發布時間:2011-10-07
中心議題:
- 開關電源的開關管導通和截至分析
- 開關電源的工作原理分析
kaiguandianyuanzhongdekaiguanguancongdaotongdaojiezhi,yangelaishuoshiyigefeichangfuzadeguocheng,danwomenzaijinxinggongzuoyuanlifenxideshihou,yibandouhuixianduiyixiefeizhuyaowentijinxingjiandanhua。liru,dangdianyuankaiguanguandaotonghuojiezhideshihou,womenjiubatakanchengshiyigelixiangdekaiguan,qigongzuoshizhiyouliangzhongzhuangtai,tonghuoduan。danshijishangkaiguanguandedaotongheguanduandoushiyigehenfuzadeguocheng,tachuletonghuoduanzhiwai,haiyouyigezaigaopinshibunenghushidewenti,jiushikaiguanguandaotongshi,shicongjiezhiqudaofangdaqu,ranhouzaiyoufangdaqudaobaohequdegongzuoguocheng。這個工作過程需要用微分方程才能求解,在這裏我不想介紹得太複雜。
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(zhong)的(de)測(ce)試(shi)波(bo)形(xing)也(ye)是(shi)被(bei)簡(jian)化(hua)過(guo)了(le)的(de),實(shi)際(ji)波(bo)形(xing)中(zhong),波(bo)形(xing)的(de)上(shang)升(sheng)沿(yan)一(yi)般(ban)是(shi)一(yi)條(tiao)變(bian)化(hua)率(lv)為(wei)正(zheng)的(de)指(zhi)數(shu)曲(qu)線(xian),而(er)波(bo)形(xing)的(de)下(xia)降(jiang)沿(yan)則(ze)是(shi)一(yi)條(tiao)變(bian)化(hua)率(lv)為(wei)負(fu)的(de)指(zhi)數(shu)曲(qu)線(xian),為(wei)了(le)簡(jian)單(dan),圖(tu)1中都用直線來取代。

開關電源在第一個工作周期,由於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(或相當於負載短路),因(yin)此(ci)一(yi)般(ban)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)都(dou)要(yao)采(cai)取(qu)軟(ruan)啟(qi)動(dong)措(cuo)施(shi),開(kai)始(shi)的(de)時(shi)候(hou)占(zhan)空(kong)比(bi)很(hen)小(xiao),然(ran)後(hou)才(cai)慢(man)慢(man)地(di)趨(qu)於(yu)正(zheng)常(chang),即(ji)開(kai)始(shi)的(de)時(shi)候(hou)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)很(hen)小(xiao),然(ran)後(hou)才(cai)慢(man)慢(man)變(bian)大(da)。或(huo)開(kai)始(shi)的(de)時(shi)候(hou),工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)低(di),然(ran)後(hou)才(cai)慢(man)慢(man)升(sheng)高(gao)到(dao)正(zheng)常(chang)值(zhi)。
嚴格地說,開關電源永遠都工作在非穩定狀態,所謂穩定也隻是相對而言。例如,開關電源的穩壓過程就是這樣的:當輸出電壓升高時,經過取樣比較,取樣電路會輸出一個誤差信號給脈寬調製電路,使占空比減小,從而使輸出電壓降低;當dang輸shu出chu電dian壓ya降jiang低di之zhi後hou,經jing過guo取qu樣yang比bi較jiao,取qu樣yang電dian路lu又you會hui輸shu出chu一yi個ge誤wu差cha信xin號hao給gei脈mai寬kuan調tiao製zhi電dian路lu,使shi占zhan空kong比bi增zeng加jia,從cong而er使shi輸shu出chu電dian壓ya升sheng高gao,這zhe樣yang反fan複fu循xun環huan,開kai關guan電dian源yuan的de輸shu出chu電dian壓ya將jiang永yong遠yuan是shi按an一yi定ding的de頻pin率lv在zai電dian壓ya的de平ping均jun值zhi上shang下xia擺bai動dong,所suo謂wei的de穩wen壓ya隻zhi不bu過guo是shi輸shu出chu電dian壓ya的de平ping均jun值zhi比bi較jiao穩wen定ding而er已yi。
對於流過開關變壓器初級線圈的電流也不是一個穩定值,一般都是一個鋸齒波,整流輸出電流也一樣。對LED進jin行xing恒heng流liu驅qu動dong,一yi般ban也ye是shi指zhi經jing濾lv波bo之zhi後hou,濾lv波bo器qi輸shu出chu的de電dian流liu比bi較jiao穩wen定ding,此ci穩wen定ding也ye是shi指zhi平ping均jun值zhi,而er濾lv波bo器qi的de輸shu入ru電dian流liu一yi般ban都dou是shi一yi個ge鋸ju齒chi波bo。
開kai關guan電dian源yuan開kai始shi的de第di一yi個ge周zhou期qi一yi般ban都dou認ren為wei是shi從cong開kai關guan管guan導dao通tong算suan為wei開kai始shi,這zhe主zhu要yao看kan你ni要yao分fen析xi的de電dian路lu是shi從cong哪na裏li切qie入ru,如ru果guo是shi指zhi開kai關guan電dian源yuan的de所suo有you電dian路lu什shen麼me時shi候hou開kai始shi工gong作zuo,這zhe個ge可ke認ren為wei是shi從cong電dian源yuan開kai關guan一yi接jie通tong就jiu開kai始shi工gong作zuo,如ru果guo需xu要yao分fen析xi各ge個ge點dian的de波bo形xing,則ze必bi須xu要yao取qu電dian路lu中zhong的de某mou個ge器qi件jian工gong作zuo的de波bo形xing作zuo為wei參can考kao點dian(或稱同步)。
在(zai)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)開(kai)始(shi)的(de)第(di)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi),一(yi)般(ban)取(qu)樣(yang)電(dian)路(lu)基(ji)本(ben)上(shang)是(shi)不(bu)工(gong)作(zuo)的(de),因(yin)為(wei)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)對(dui)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)進(jin)行(xing)充(chong)電(dian),需(xu)要(yao)好(hao)幾(ji)個(ge)周(zhou)期(qi)後(hou)才(cai)能(neng)充(chong)電(dian)到(dao)正(zheng)常(chang)值(zhi),隻(zhi)有(you)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)達(da)到(dao)正(zheng)常(chang)值(zhi)之(zhi)後(hou),取(qu)樣(yang)電(dian)路(lu)才(cai)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。不(bu)過(guo)取(qu)樣(yang)電(dian)路(lu)沒(mei)有(you)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)之(zhi)前(qian),其(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)絕(jue)對(dui)值(zhi)等(deng)於(yu)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,並把開關管損壞。
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