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并聯(lián)式開關(guān)電源工作原理詳解-KIA MOS管

信息來(lái)源:本站 日期:2021-04-16 

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并聯(lián)式開關(guān)電源工作原理詳解-KIA MOS管


并聯(lián)式開關(guān)電源

圖1-11-a是并聯(lián)式開關(guān)電源的簡(jiǎn)單工作原理圖,圖1-11-b是并聯(lián)式開關(guān)電源輸出電壓的波形。


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


并聯(lián)式開關(guān)電源


當(dāng)控制開關(guān)K接通時(shí),輸入電源Ui開始對(duì)儲(chǔ)能電感L加電,流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流開始增加,同時(shí)電流在儲(chǔ)能電感中也要產(chǎn)生磁場(chǎng);當(dāng)控制開關(guān)K由接通轉(zhuǎn)為關(guān)斷的時(shí)候,儲(chǔ)能電感會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生電流的方向與原來(lái)電流的方向相同,因此,在負(fù)載上會(huì)產(chǎn)生很高的電壓。


在Ton期間,控制開關(guān)K接通,儲(chǔ)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(duì)上式進(jìn)行積分,可求得流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流為:


并聯(lián)式開關(guān)電源


式中iL為流過(guò)儲(chǔ)能電感L電流的瞬時(shí)值,t為時(shí)間變量,i(0)為流過(guò)儲(chǔ)能電感的初始電流,即:開關(guān)K接通前瞬間流過(guò)儲(chǔ)能電感的電流。


一般當(dāng)占空比D小于或等于0.5時(shí),i(0)= 0,由此可以求得流過(guò)儲(chǔ)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(guān)K接通的時(shí)間。當(dāng)圖1-11-a中的控制開關(guān)K由接通狀態(tài)突然轉(zhuǎn)為關(guān)斷時(shí),儲(chǔ)能電感L會(huì)把其存儲(chǔ)的能量(磁能)通過(guò)反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行釋放,儲(chǔ)能電感L產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)為:


并聯(lián)式開關(guān)電源


式中負(fù)號(hào)表示反電動(dòng)勢(shì)eL的極性與(1-35)式中的符號(hào)相反,即:K接通與關(guān)斷時(shí)電感的反電動(dòng)勢(shì)的極性正好相反。對(duì)(1-38)式階微分方程求解得:


并聯(lián)式開關(guān)電源


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


并聯(lián)式開關(guān)電源


當(dāng)t等于很大時(shí),并聯(lián)式開關(guān)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(huì)發(fā)生,因?yàn)榭刂崎_關(guān)K的關(guān)斷時(shí)間等不了那么長(zhǎng)。


從(1-42)式可以看出,當(dāng)并聯(lián)式開關(guān)電源的負(fù)載R很大或開路時(shí),輸出脈沖電壓的幅度將非常高。因此,并聯(lián)式開關(guān)電源經(jīng)常用于高壓脈沖發(fā)生電路。



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