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学开关电源,新手最疑惑的一个知识点

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发表于 2019-7-11 17:08:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
整体波形变换

首先介绍一下开关电源的整体电压变换过程:AC交流→脉动直流→高频方波→稳定直流。如下图所示。



学开关电源,新手最疑惑的一个知识点-1.jpg





为了便于大家了解变压器初级线圈的输入电压波形,进行以下简单分析。

变压器初级前面是个什么电路呢?是整流滤波电路。交流电U1或U2输入,经过整流桥进行整流,将交流电变成脉动的直流电;如果没有带负载,那么经过滤波电容后,将会得到一个比较稳定的直流电,因为没有负载,电容就没有放电回路,就会一直保持其两端电压不变。如果带负载,就会输出带纹波的直流电波形。



学开关电源,新手最疑惑的一个知识点-2.jpg





然后得到的这个直流电被开关管(PWM控制IC)进行高频斩波,得到一个高频方波,但是这个波形还是直流形式的呀,如何通过变压器进行电压转换呢?



学开关电源,新手最疑惑的一个知识点-3.jpg





究本溯源

那么究竟如何实现电压变化呢?
其本质就是利用了电感的自感效应,电感电流不能突变!
当开关电源的高频变压器初级输入一个310V的直流电压时,此时线圈的端电压发生突变,但自感效应阻止了电流的突变,会使电流慢慢升高,在电感还没有进入稳态的时候,开关管就截止了。那么在这个过程中,由于电流一直在慢慢地升高,一直处于变化中,那么变压器的磁通量一直在变化。有了磁场的变化,自然就能在次级线圈感应出交流电。那么开关管关断后,其初级线圈的电流也是慢慢变小的。
由于开关管的开关频率很快,在20KHZ~1MHZ。上述的这个过程在快速地进行,电感始终不会进入稳态(电流值稳定),变压器磁芯不会进入磁饱和的状态。所以在规划开关电源时,是需要注意选择开关频率,来避免磁饱和的情况发生。
下图是小编画的粗略图,T1代表电感进入稳态时的临界时间,T2代表开关管关断的时间点。应该能清晰地表示上述关系了。



学开关电源,新手最疑惑的一个知识点-4.jpg

发表于 2019-7-11 17:09:12 | 显示全部楼层
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发表于 2019-8-5 07:16:29 | 显示全部楼层
不错的基础知识,学习学习

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