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并聯式開關電源工作原理詳解-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2021-04-16 

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并聯式開關電源工作原理詳解-KIA MOS管


并聯式開關電源

圖1-11-a是并聯式開關電源的簡單工作原理圖,圖1-11-b是并聯式開關電源輸出電壓的波形。


圖1-11-a中Ui是開關電源的工作電壓,L是儲能電感,K是控制開關,R是負載。圖1-11-b中Ui是開關電源的輸入電壓,Uo是開關電源輸出的電壓,Up是開關電源輸出的峰值電壓,Ua是開關電源輸出的平均電壓。


并聯式開關電源


當控制開關K接通時,輸入電源Ui開始對儲能電感L加電,流過儲能電感L的電流開始增加,同時電流在儲能電感中也要產生磁場;當控制開關K由接通轉為關斷的時候,儲能電感會產生反電動勢,反電動勢產生電流的方向與原來電流的方向相同,因此,在負載上會產生很高的電壓。


在Ton期間,控制開關K接通,儲能濾波電感L兩端的電壓eL正好與輸入電壓Ui相等,即:


eL = Ldi/dt = Ui —— K接通期間 (1-35)

對上式進行積分,可求得流過儲能電感L的電流為:


并聯式開關電源


式中iL為流過儲能電感L電流的瞬時值,t為時間變量,i(0)為流過儲能電感的初始電流,即:開關K接通前瞬間流過儲能電感的電流。


一般當占空比D小于或等于0.5時,i(0)= 0,由此可以求得流過儲能電感L的最大電流ILm為:


ILm =Ui*Ton/L —— K接通期間(D = 0.5) (1-37)


式中Ton為控制開關K接通的時間。當圖1-11-a中的控制開關K由接通狀態突然轉為關斷時,儲能電感L會把其存儲的能量(磁能)通過反電動勢進行釋放,儲能電感L產生的反電動勢為:


并聯式開關電源


式中負號表示反電動勢eL的極性與(1-35)式中的符號相反,即:K接通與關斷時電感的反電動勢的極性正好相反。對(1-38)式階微分方程求解得:


并聯式開關電源


式中C為常數,把初始條件代入上式,就很容易求出C,由于控制開關K由接通狀態突然轉為關斷時,流過儲能電感L中的電流iL不能突變,因此,i(Ton+)正好等于流過儲能電感L的最大電流ILm ,所以(1-39)式可以寫為:


并聯式開關電源


當t等于很大時,并聯式開關電源輸出電壓的值將接近輸入電壓Ui,但這種情況一般不會發生,因為控制開關K的關斷時間等不了那么長。


從(1-42)式可以看出,當并聯式開關電源的負載R很大或開路時,輸出脈沖電壓的幅度將非常高。因此,并聯式開關電源經常用于高壓脈沖發生電路。



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