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串聯式開關電源輸出電壓濾波電路(圖文)

時間:2018-12-21 11:08:22來源:網絡 作者:電子愛好者 點擊:
大多數開關電源輸出都是直流電壓,因此,一般開關電源的輸出電路都帶有整流濾波電路。圖1-2是帶有整流濾波功能的串聯式開關電源工作原理圖。
圖1-2是在圖1-1-a電路的基礎上,增

    從(1-4)式到(1-11)和圖1-3、圖1-4、圖1-5中可以看出:
    當開關電源工作于臨界連續電流或連續電流狀態時,在K接通和關斷的整個周期內,儲能電感L都有電流流出,但在K接通期間與K關斷期間,流過儲能電感L的電流的上升率(絕對值)一般是不一樣的。在K接通期間,流過儲能電感L的電流上升率為Ui-Uo/L: ;在K關斷期間,流過儲能電感L的電流上升率為: -Uo/L
    因此:
    (1)當Ui = 2Uo時,即濾波輸出電壓Uo等于電源輸入電壓Ui的一半時,或控制開關K的占空比D為二分之一時,流過儲能電感L的電流上升率,在K接通期間與K關斷期間絕對值完全相等,即電感存儲能量的速度與釋放能量的速度完全相等。此時,(1-5)式中i(0)和(1-11)式中iLX均等于0。在這種情況下,流過儲能電感L的電流iL為臨界連續電流,且濾波輸出電壓Uo等于濾波輸入電壓uo的平均值Ua。參看圖1-3。
    (2)當Ui > 2Uo時,即:濾波輸出電壓Uo小于電源輸入電壓Ui的一半時,或控制開關K的占空比小于二分之一時:雖然在K接通期間,流過儲能電感L的電流上升率(絕對值),大于,在K關斷期間,流過儲能電感L的電流上升率(絕對值);但由于(1-5)式中i(0)等于0,以及Ton小于Toff,此時,(1-11)式中的iLX會出現負值,即輸出電壓反過來要對電感充電,但由于整流二極管D的存在,這是不可能的,這表示流過儲能電感L的電流提前過0,即有斷流。在這種情況下,流過儲能電感L的電流iL不是連續電流,開關電源工作于電流不連續狀態,因此,輸出電壓Uo的紋波比較大,且濾波輸出電壓Uo小于濾波輸入電壓uo的平均值Ua。參看圖1-4。
    (3)當Ui < 2Uo時,即:濾波輸出電壓Uo大于電源輸入電壓Ui的一半時,或控制開關K的占空比大于二分之一時:在K接通期間,雖然流過儲能電感L的電流上升率(絕對值),小于,在K關斷期間,流過儲能電感L的電流上升率(絕對值)。但由于Ton大于Toff,(1-5)式中i(0)和(1-11)式中iLX均大于0,即:電感存儲能量每次均釋放不完。在這種情況下,流過儲能電感L的電流iL是連續電流,開關電源工作于連續電流狀態,輸出電壓Uo的紋波比較小,且濾波輸出電壓Uo大于濾波輸入電壓uo的平均值Ua。參看圖1-5。

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