串聯(lián)開關(guān)電源工作原理(a)
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是串聯(lián)式開關(guān)電源的原理圖。晶
體管VT為開關(guān)管,L為儲(chǔ)能電感,C為儲(chǔ)能兼
濾波電容,Ⅵ)為續(xù)流二極管。在振蕩脈沖的控
制下,開關(guān)管VT作開關(guān)工作狀態(tài),即一會(huì)兒導(dǎo)
通(開),一會(huì)兒截止(關(guān)),它的工作波形如圖。
當(dāng)開關(guān)管VT的基極加上正向控制脈沖時(shí),
開關(guān)管導(dǎo)通并進(jìn)入飽和狀態(tài),這時(shí)二極管Ⅵ)因
反偏而截止,輸入電壓Vi經(jīng)開關(guān)管到電感L和
負(fù)載RL。由于電感L中的電流不能突變,所以它
只能隨著開關(guān)管的導(dǎo)通程度而逐漸加大,這時(shí)輸
入電壓vi向電感L輸送并由電感儲(chǔ)存能量(由電
能轉(zhuǎn)變?yōu)榇拍埽_關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng),即正脈
沖越寬,電流增加得越大,儲(chǔ)存的磁能越多。叉
因電容C和負(fù)載并聯(lián),在電源向負(fù)載供電時(shí)也向
電容C充電。如圖(b)o
當(dāng)開關(guān)管vr的基極加上負(fù)向脈沖或正脈沖
消失時(shí),開關(guān)管VT截止,這時(shí)電感L中的電流
雖然停止增長(zhǎng),但也不能突然完全停止,而是產(chǎn)
生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì),它的極性是左負(fù)右正,如圖
(c)。在這個(gè)電動(dòng)勢(shì)的作用下,電路會(huì)產(chǎn)生一感生
電流.這一感生電流繼續(xù)向電容C充電,并由續(xù)流二極管構(gòu)成充電回路,如圖(c)中虛線
所示的回路及電流方向o這個(gè)電流同時(shí)也向負(fù)載供電。之后,當(dāng)電感L中的電流降到一
定程度時(shí),電容C升始放電,以維持負(fù)載所需電流。當(dāng)電容C上的電能釋放到一定程度
使負(fù)載兩端的電壓即將降低時(shí),開關(guān)管VT又進(jìn)入導(dǎo)通,下一個(gè)工作周期開始。如此周而
復(fù)始,不斷循環(huán),使輸出電壓維持在一個(gè)相應(yīng)的數(shù)值上o
由于電容C是和輸出端并聯(lián)的,輸出電壓Vo就是電容兩端的電壓。這個(gè)電壓的高低
是由電容儲(chǔ)存電荷的多少?zèng)Q定的o而這些電荷是由輸入電壓vi和電感L中儲(chǔ)存的磁能轉(zhuǎn)
換供給的,因此只要提供的電荷足夠多,就能保證電容兩端的電壓,即輸出電壓、,o的數(shù)
值基本不變。
由此可見(jiàn),雖然開關(guān)管中的電流是時(shí)斷時(shí)續(xù)的,但由于儲(chǔ)能電路的作用,輸出電壓卻
是連續(xù)的,數(shù)值的波動(dòng)也不大。儲(chǔ)能電路中電感L起著儲(chǔ)存和供給能量的作用:開關(guān)管
導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)存能量;開關(guān)管截止時(shí)釋放能量,這就保證了電流的連續(xù)性。儲(chǔ)能電路中的電容
C除了儲(chǔ)能作用外,主要起著調(diào)節(jié)和濾波作用:它有時(shí)充電,有時(shí)放電,使輸出電壓維持
在一定的數(shù)值上。一極管VD的作用是為電感L釋放能量提供通路,所以稱它為續(xù)流二極
管o這三個(gè)元件是儲(chǔ)能電路的關(guān)鍵,它們相互配臺(tái),缺一不可。