開關電源的導通、截止與啟動
發布時間:2011-10-07
中心議題:
- 開關電源的開關管導通和截至分析
- 開關電源的工作原理分析
開kai關guan電dian源yuan中zhong的de開kai關guan管guan從cong導dao通tong到dao截jie止zhi,嚴yan格ge來lai說shuo是shi一yi個ge非fei常chang複fu雜za的de過guo程cheng,但dan我wo們men在zai進jin行xing工gong作zuo原yuan理li分fen析xi的de時shi候hou,一yi般ban都dou會hui先xian對dui一yi些xie非fei主zhu要yao問wen題ti進jin行xing簡jian單dan化hua。例li如ru,當dang電dian源yuan開kai關guan管guan導dao通tong或huo截jie止zhi的de時shi候hou,我wo們men就jiu把ba它ta看kan成cheng是shi一yi個ge理li想xiang的de開kai關guan,其qi工gong作zuo時shi隻zhi有you兩liang種zhong狀zhuang態tai,通tong或huo斷duan。但dan實shi際ji上shang開kai關guan管guan的de導dao通tong和he關guan斷duan都dou是shi一yi個ge很hen複fu雜za的de過guo程cheng,它ta除chu了le通tong或huo斷duan之zhi外wai,還hai有you一yi個ge在zai高gao頻pin時shi不bu能neng忽hu視shi的de問wen題ti,就jiu是shi開kai關guan管guan導dao通tong時shi,是shi從cong截jie止zhi區qu到dao放fang大da區qu,然ran後hou再zai由you放fang大da區qu到dao飽bao和he區qu的de工gong作zuo過guo程cheng。這個工作過程需要用微分方程才能求解,在這裏我不想介紹得太複雜。
簡單地說,電源開關管導通和關斷都是需要時間的。一般都簡單地把開關管導通時間ton分為導通延時時間td和導通上升時間tr,而把開關管關閉時間toff分為關閉延時時間tstg(或稱關閉貯存時間)和關閉下降時間tf。
圖1是電源開關管導通和關閉過程的測試波形,實際上圖1zhongdeceshiboxingyeshibeijianhuaguolede,shijiboxingzhong,boxingdeshangshengyanyibanshiyitiaobianhualvweizhengdezhishuquxian,erboxingdexiajiangyanzeshiyitiaobianhualvweifudezhishuquxian,weilejiandan,tu1中都用直線來取代。

開關電源在第一個工作周期,由於輸出電壓要對濾波儲能電容充電,因為充電電流很大,負載會很重(或相當於負載短路),因(yin)此(ci)一(yi)般(ban)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)都(dou)要(yao)采(cai)取(qu)軟(ruan)啟(qi)動(dong)措(cuo)施(shi),開(kai)始(shi)的(de)時(shi)候(hou)占(zhan)空(kong)比(bi)很(hen)小(xiao),然(ran)後(hou)才(cai)慢(man)慢(man)地(di)趨(qu)於(yu)正(zheng)常(chang),即(ji)開(kai)始(shi)的(de)時(shi)候(hou)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)很(hen)小(xiao),然(ran)後(hou)才(cai)慢(man)慢(man)變(bian)大(da)。或(huo)開(kai)始(shi)的(de)時(shi)候(hou),工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)低(di),然(ran)後(hou)才(cai)慢(man)慢(man)升(sheng)高(gao)到(dao)正(zheng)常(chang)值(zhi)。
嚴格地說,開關電源永遠都工作在非穩定狀態,所謂穩定也隻是相對而言。例如,開關電源的穩壓過程就是這樣的:當輸出電壓升高時,經過取樣比較,取樣電路會輸出一個誤差信號給脈寬調製電路,使占空比減小,從而使輸出電壓降低;當(dang)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)之(zhi)後(hou),經(jing)過(guo)取(qu)樣(yang)比(bi)較(jiao),取(qu)樣(yang)電(dian)路(lu)又(you)會(hui)輸(shu)出(chu)一(yi)個(ge)誤(wu)差(cha)信(xin)號(hao)給(gei)脈(mai)寬(kuan)調(tiao)製(zhi)電(dian)路(lu),使(shi)占(zhan)空(kong)比(bi)增(zeng)加(jia),從(cong)而(er)使(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao),這(zhe)樣(yang)反(fan)複(fu)循(xun)環(huan),開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)將(jiang)永(yong)遠(yuan)是(shi)按(an)一(yi)定(ding)的(de)頻(pin)率(lv)在(zai)電(dian)壓(ya)的(de)平(ping)均(jun)值(zhi)上(shang)下(xia)擺(bai)動(dong),所(suo)謂(wei)的(de)穩(wen)壓(ya)隻(zhi)不(bu)過(guo)是(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)平(ping)均(jun)值(zhi)比(bi)較(jiao)穩(wen)定(ding)而(er)已(yi)。
對於流過開關變壓器初級線圈的電流也不是一個穩定值,一般都是一個鋸齒波,整流輸出電流也一樣。對LED進(jin)行(xing)恒(heng)流(liu)驅(qu)動(dong),一(yi)般(ban)也(ye)是(shi)指(zhi)經(jing)濾(lv)波(bo)之(zhi)後(hou),濾(lv)波(bo)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)流(liu)比(bi)較(jiao)穩(wen)定(ding),此(ci)穩(wen)定(ding)也(ye)是(shi)指(zhi)平(ping)均(jun)值(zhi),而(er)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)一(yi)個(ge)鋸(ju)齒(chi)波(bo)。
開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)開(kai)始(shi)的(de)第(di)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)一(yi)般(ban)都(dou)認(ren)為(wei)是(shi)從(cong)開(kai)關(guan)管(guan)導(dao)通(tong)算(suan)為(wei)開(kai)始(shi),這(zhe)主(zhu)要(yao)看(kan)你(ni)要(yao)分(fen)析(xi)的(de)電(dian)路(lu)是(shi)從(cong)哪(na)裏(li)切(qie)入(ru),如(ru)果(guo)是(shi)指(zhi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)所(suo)有(you)電(dian)路(lu)什(shen)麼(me)時(shi)候(hou)開(kai)始(shi)工(gong)作(zuo),這(zhe)個(ge)可(ke)認(ren)為(wei)是(shi)從(cong)電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)一(yi)接(jie)通(tong)就(jiu)開(kai)始(shi)工(gong)作(zuo),如(ru)果(guo)需(xu)要(yao)分(fen)析(xi)各(ge)個(ge)點(dian)的(de)波(bo)形(xing),則(ze)必(bi)須(xu)要(yao)取(qu)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)某(mou)個(ge)器(qi)件(jian)工(gong)作(zuo)的(de)波(bo)形(xing)作(zuo)為(wei)參(can)考(kao)點(dian)(或稱同步)。
在zai開kai關guan電dian源yuan開kai始shi的de第di一yi個ge周zhou期qi,一yi般ban取qu樣yang電dian路lu基ji本ben上shang是shi不bu工gong作zuo的de,因yin為wei輸shu出chu電dian壓ya對dui濾lv波bo電dian容rong進jin行xing充chong電dian,需xu要yao好hao幾ji個ge周zhou期qi後hou才cai能neng充chong電dian到dao正zheng常chang值zhi,隻zhi有you輸shu出chu電dian壓ya達da到dao正zheng常chang值zhi之zhi後hou,取qu樣yang電dian路lu才cai能neng正zheng常chang工gong作zuo。不bu過guo取qu樣yang電dian路lu沒mei有you正zheng常chang工gong作zuo之zhi前qian,其qi輸shu出chu電dian壓ya的de絕jue對dui值zhi等deng於yu0,這也算是誤差信號輸出的一種特殊情況(負最大值)。在此種情況下,如果開關電源沒有軟啟動電路,開關管工作時,其占空比將很大,很容易使變壓器飽和,並把開關管損壞。
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
- 2026藍牙亞洲大會暨展覽在深啟幕
- 新市場與新場景推動嵌入式係統研發走向統一開發平台
- 維智捷發布中國願景
- 2秒啟動係統 • 資源受限下HMI最優解,米爾RK3506開發板× LVGL Demo演示
- H橋降壓-升壓電路中的交替控製與帶寬優化
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall

