嚴格來說,開關電源中的開關管是一個特別復雜的過程,但是在分析工作原理時,通常首先要簡化一些非主要問題。 例如,當電源開關管打開或關閉時,我們將其視為理想的開關,并且在工作時只有兩種狀態(打開或關閉)。 但是實際上,開關的接通和斷開是特別復雜的過程。 除了打開或關閉以外,還有一個高頻無法忽略的問題。 當開關打開時,它來自截止區域。 到放大區域,然后從放大區域到工作過程的飽和區域。 這個工作過程需要微分方程來求解,在這里我不想為您介紹太復雜。
簡而言之,打開和關閉電源開關需要花費時間。 通常,將開關的接通時間分為接通延遲時間td和接通時間tr,將開關的斷開時間分為斷開延遲時間tstg(或關閉存儲時間)和 下降時間tf。
圖1是開關電源接通和斷開過程的測試波形。 實際上,圖1中的測試波形也得到了簡化。 在實際波形中,波形的上升沿通常是具有正變化率的指數曲線。 波形的下降沿是具有負變化率的指數曲線。 為簡單起見,將圖1替換為一條直線。
開關電源開關過程的測試波形
在開關電源的個工作周期中,由于輸出電壓應為濾波儲能電容器充電,由于充電電流大,負載將特別重(或相當于負載短路),因此一般開關 電源應采取軟啟動措施,開始時占空比特別小,然后漸漸變為正常,即開始時輸出功率很小,然后逐漸變大。 或者,在一開始,工作電壓相對較低,然后緩慢上升至正常值。
嚴格來說,開關電源將始終處于不穩定狀態,所謂的穩定只是相對的。 例如,開關電源的穩壓過程是這樣的:當輸出電壓升高時,采樣和比較后,采樣電路將向脈沖寬度調制電路輸出誤差信號,以減小占空比,從而減小占空比。 輸出電壓; 在輸出電壓降低之后,在采樣和比較之后,采樣電路將向脈沖寬度調制電路輸出誤差信號以增加占空比,從而增加輸出電壓。 這樣,開關電源的輸出電壓將始終保持恒定。振蕩頻率在電壓平均值附近振蕩。 所謂的電壓穩定就是輸出電壓的平均值相對穩定。
由于流經開關變壓器初級線圈的電流不是一個穩定值,通常為鋸齒波,整流后的輸出電流也相同。 LED恒流驅動通常意味著經過濾波后,濾波器輸出的電流相對穩定。 該穩定性也指平均值,濾波器的輸入電流通常為鋸齒波。
開關電源的周期通常被認為是從開關管的導通開始的。 這主要取決于要分析的電路插入的位置。如果它是指開關電源的全部電路何時開始工作,則可以認為這是在電源開關打開后馬上開始工作。 如果需要分析各個點的波形,則必須將電路中設備的波形作為參考點(或同步點)。
在開關電源的個周期中,通用采樣電路基本上不工作,因為輸出電壓會對濾波電容器充電,因此需要幾個周期才能充電到正常值,只有在輸出電壓達到正常值后, 采樣電路正常工作。 但是,在采樣電路正常工作之前,其輸出電壓的絕對值等于0,這也是誤差信號輸出的一種特別情況(負大值)。 在這種情況下,如果開關電源沒有軟啟動電路,則開關管的占空比將特別大,很簡單使變壓器飽和并損壞開關管。
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