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[導(dǎo)讀]順便指出,在控制開關(guān)K關(guān)斷的Toff期間,變壓器鐵心中的磁通主要由變壓器次級(jí)線圈回路中的電流來決定,這就相當(dāng)于流過變壓器次級(jí)線圈中的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以使變壓器的鐵心

順便指出,在控制開關(guān)K關(guān)斷的Toff期間,變壓器鐵心中的磁通主要由變壓器次級(jí)線圈回路中的電流來決定,這就相當(dāng)于流過變壓器次級(jí)線圈中的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以使變壓器的鐵心退磁,使變壓器鐵心中的磁場(chǎng)強(qiáng)度恢復(fù)到初始狀態(tài)。

由于控制開關(guān)突然關(guān)斷,流過變壓器初級(jí)線圈的勵(lì)磁電流突然為0,此時(shí),流過變壓器次級(jí)線圈中的電流就正好接替原來變壓器初級(jí)線圈中勵(lì)磁電流的作用,使變壓器鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度由最大值Bm返回到剩磁所對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Br位置,即:流過N3繞組電流是由最大值逐步變化到0的。由此可知,反激式變壓器開關(guān)電源在輸出功率的同時(shí),流過次級(jí)線圈回路中的電流也在對(duì)變壓器鐵心進(jìn)行退磁。

 

 

圖1-20是反激式變壓器開關(guān)電源,工作于臨界連續(xù)電流狀態(tài)時(shí),整流輸入電壓uo、負(fù)載電流Io,變壓器鐵芯的磁通,以及變壓器初、次級(jí)電流等波形。

圖1-20-a)中,變壓器次級(jí)線圈輸出電壓uo是一個(gè)帶正負(fù)極性的脈沖波形,一般負(fù)半周是一個(gè)很規(guī)整的矩形波;而正半周,由于輸出脈沖被整流二極管限幅,當(dāng)開關(guān)電源工作于連續(xù)電流或臨界連續(xù)電流狀態(tài)時(shí),輸出波形基本也是矩形波。因此,整流二極管的輸入電壓uo的正半周幅度與輸出電壓Uo或儲(chǔ)能濾波電容的兩端電壓基本相同。因此,整流二極管的輸入電壓uo的幅值Up與半波平均值Upa以及整流輸出電壓Uo均基本相等。

圖1-20-b)是變壓器鐵芯中磁通量變化的過程,在控制開關(guān)接通期間,變壓器鐵芯被磁化;在控制開關(guān)關(guān)斷期間,變壓器鐵芯被退磁。因此,在Ton期間,變壓器鐵芯中的磁通量是由剩磁S•Br向最大磁通S•Bm方向變化;而在Toff期間,變壓器鐵芯中的磁通量是由最大磁通S•Bm向剩磁S•Br方向變化。

圖1-20-c),是反激式變壓器開關(guān)電源工作于臨界電流狀態(tài)時(shí),變壓器初、次級(jí)線圈的電流波形。圖中,i1為流過變壓器初級(jí)線圈中的電流,i2為流過變壓器次級(jí)線圈中的電流(虛線所示),Io是流過負(fù)載的電流(虛線所示)。在控制開關(guān)接通期間,變壓器鐵芯被初級(jí)線圈電流磁化;在控制開關(guān)關(guān)斷期間,變壓器鐵芯被被次級(jí)線圈電流退磁,并向負(fù)載輸出電流。從圖1-20-c)還可以看出,流過變壓器初、次級(jí)線圈中的電流是可以突跳的。在控制開關(guān)關(guān)斷的一瞬間,流過變壓器初級(jí)線圈的電流由最大值跳變到0,而在同一時(shí)刻,流過變壓器次級(jí)線圈的電流由0跳變到最大值。并且,變壓器初級(jí)線圈電流的最大值正好等于變壓器次級(jí)線圈電流最大值的n倍(n為變壓器次級(jí)電壓與初級(jí)電壓比)。

順便指出:(1-110)的結(jié)果,雖然是以開關(guān)電源工作于臨界連續(xù)電流狀態(tài)的條件求得,但對(duì)于開關(guān)電源工作于連續(xù)電流狀態(tài)或斷流狀態(tài)也同樣成立,因?yàn)?,在?chǔ)能濾波電容的容量足夠大的情況下,輸出電壓Uo只取決于其峰值電壓Up,而不是取決于其平均值。

當(dāng)開關(guān)電源工作于電流不連續(xù)狀態(tài)時(shí),即:控制開關(guān)的占空比減小時(shí),(1-100)式中的i(0)和(1-108)式中的i2x均為0 ,并且在控制開關(guān)關(guān)斷期間還沒結(jié)束前,流過變壓器次級(jí)線圈的電流就已降到0,這相當(dāng)于開關(guān)電源輸出電壓和輸出電流都要降低,在此種情況下,開關(guān)電源將會(huì)向負(fù)載降低功率輸出。

當(dāng)開關(guān)電源工作于連續(xù)電流狀態(tài)時(shí),即:控制開關(guān)的占空比增大時(shí),(1-100)式中的i(0)不能為0,(1-108)式中的i2x也不能為0 ,這相當(dāng)于輸出電壓和輸出電流都相應(yīng)增加,在此種情況下,開關(guān)電源將會(huì)向負(fù)載提供更大的功率輸出。

圖1-21是反激式變壓器開關(guān)電源,工作于電流不連續(xù)狀態(tài)時(shí),整流二極管的輸入電壓uo,負(fù)載電流Io和變壓器鐵芯中的磁通,以及變壓器初、次級(jí)電流等波形。

 

 

圖1-22是反激式變壓器開關(guān)電源,工作于連續(xù)電流狀態(tài)時(shí),整流二極管的輸入電壓uo、負(fù)載電流Io和變壓器鐵芯中的磁通,以及變壓器初、次級(jí)電流等波形。

由此可知,反激式變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源就是通過改變控制開關(guān)的占空比來調(diào)節(jié)開關(guān)電源的輸出電壓和對(duì)儲(chǔ)能濾波電容的充、放電電流來達(dá)到穩(wěn)定電壓輸出的。

 

 

這里還需特別指出:上面分析全部都是假定開關(guān)電源輸出電壓Uo相對(duì)不變情況下的結(jié)果,實(shí)際上,當(dāng)于開關(guān)電源剛開始工作的時(shí)候,即:儲(chǔ)能濾波電容剛開始充電的時(shí)候,開關(guān)電源輸出電壓Uo也是在變化的,但輸出電壓很快就由某個(gè)初始值過渡到某個(gè)穩(wěn)定值,然后又由某個(gè)初始值(上一個(gè)穩(wěn)定值)又過渡到下一個(gè)穩(wěn)定值……。因此,我們把開關(guān)電源電路中,電壓或電流由某個(gè)初始值過渡到某個(gè)穩(wěn)定值的過程,稱為開關(guān)電源電路的過渡過程。

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