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        串联式开关电源输出电压滤波电路(图文)

        时间:2018-12-21 11:08:22来源:网络 作者:电子爱好者 点击:
        大多数开关电源输出都是直流电压因此一般开关电源的输出电路都带有整流滤波电路图1-2是带有整流滤波功能的串联式开关电源工作原理图
        图1-2是在图1-1-a电路的基础上增

            大多数开关电源输出都是直流电压因此一般开关电源的输出电路都带有整流滤波电路图1-2是带有整流滤波功能的串联式开关电源工作原理图


            图1-2是在图1-1-a电路的基础上增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路其中L是储能滤波电感它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过防止输入电压Ui直接加到负载R上对负载R进行电压冲击同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储然后在控制开关K关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出C是储能滤波电容它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电流继续向负载R提供能量输出D是整流二极管主要功能是续流作用故称它为续流二极管其作用是在控制开关关断期间Toff给储能滤波电感L释放能量提供电流通路
            在控制开关关断期间Toff储能电感L将产生反电动势流过储能电感L的电流iL由反电动势eL的正极流出通过负载R再经过续流二极管D的正极然后?#26377;?#27969;二极管D的负极流出最后回到反电动势eL的负极
            对于图1-2如果不看控制开关K和输入电压Ui它是一个典型的反 型滤波电路它的作用是把脉动直流电压通过平滑滤波输出其平均值
            图1-3图1-4图1-5?#30452;?#26159;控制开关K的占空比D等于0.5 0.5时图1-2电路中几个关键点的电压和电流波形图1-3-a)图1-4-a)图1-5-a)?#30452;?#20026;控制开关K输出电压uo的波形图1-3-b)图1-4-b)图1-5-b)?#30452;?#20026;储能滤波电容两端电压uc的波形图1-3-c)图1-4-c)图1-5-c)?#30452;?#20026;流过储能电感L电流iL的波形


            在Ton期间控制开关K接通输入电压Ui通过控制开关K输出电压uo然后加到储能滤波电感L和储能滤波电容C组成的滤波电路上在此期间储能滤波电感L两端的电压eL为
            eL = Ldi/dt = Ui – Uo —— K接通期间 (1-4)
            式中Ui输入电压Uo为直流输出电压即电容两端的电压uc的平均值
            在此顺便说明由于电容两端的电压变化量ΔU相对于输出电压Uo?#27492;?#38750;常小为了简单我们这里把Uo当成常量来处理在某种情况下如需要对电容的初次充放电过程进行分析时必须需要建立微分方程并求解因为输出电压Uo的建立需要一定的时间精确计算得出的结果中一般
            都含有指数函数项当令时间变量等于无穷大时即电路进入稳态时再对相关参量取平均值其结果就基本与(1-4)相等
            对(1-4)式进行积分得


            式中i(0)为控制开关K转换瞬间(t = 0时刻)即控制开关K刚接通瞬间流过电感L的电流或称流过电感L的初始电流
            当控制开关K由接通期间Ton突然转换到关断期间Toff的瞬间流过电感L的电流iL达到最大值
            iLm =(Ui-Uo)Ton/L + i(0) —— K关断前瞬间 (1-6)
            在Toff期间控制开关K关断储能电感L把磁能转化成电流iL通过整流二极管D继续向负载R提供能量在此期间储能滤波电感L两端的电压eL为
            eL = Ldi/dt = – Uo —— K关断期间 (1-7)
            式中–Uo前的负号表示K关断期间电感产生电动势的方向与K接通期间电感产生电动势的方向正好相?#30784;?#23545;(1-7)式进行积分得


            式中i(Ton+)为控制开关K从Ton转换到Toff的瞬间之前流过电感的电流i(Ton+)?#37096;?#20197;?#27425;i(Toff-)即控制开关K关断或接通瞬间之前和之后流过电感L的电流相等?#23548;?#19978;(1-8)式中的i(Ton+)就是(1-6)式中的iLm即


            上面计算都是假设输出电压Uo基本不变的情况得到的结果在?#23548;?#24212;用电路中也正好是这样输出电压Uo的电压纹波非常小只有输出电压(www.qj5v.com)的百分之几工程计算中完全可以忽略不计容源电子网为你提供技术支持本站网址www.qj5v.com

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