串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源的缺點(diǎn)是輸入與輸出共用一個(gè)地,因此,容易產(chǎn)生EMI干擾和底板帶電,當(dāng)輸入電壓為市電整流輸出電壓的時(shí)候,容易引起觸電,對(duì)人身不安全。
串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓濾波電路
大多數(shù)開(kāi)關(guān)電源輸出都是直流電壓,因此,一般開(kāi)關(guān)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(lián)式開(kāi)關(guān)電源工作原理圖。
圖1-2是在圖1-1-a電路的基礎(chǔ)上,增加了一個(gè)整流二極管和一個(gè)LC濾波電路。其中L是儲(chǔ)能濾波電感,它的作用是在控制開(kāi)關(guān)K接通期間Ton限制大電流通過(guò),防止輸入電壓Ui直接加到負(fù)載R上,對(duì)負(fù)載R進(jìn)行電壓沖擊,同時(shí)對(duì)流過(guò)電感的電流iL轉(zhuǎn)化成磁能進(jìn)行能量存儲(chǔ),然后在控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷期間Toff把磁能轉(zhuǎn)化成電流iL繼續(xù)向負(fù)載R提供能量輸出;C是儲(chǔ)能濾波電容,它的作用是在控制開(kāi)關(guān)K接通期間Ton把流過(guò)儲(chǔ)能電感L的部分電流轉(zhuǎn)化成電荷進(jìn)行存儲(chǔ),然后在控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷期間Toff把電荷轉(zhuǎn)化成電流繼續(xù)向負(fù)載R提供能量輸出;D是整流二極管,主要功能是續(xù)流作用,故稱(chēng)它為續(xù)流二極管,其作用是在控制開(kāi)關(guān)關(guān)斷期間Toff,給儲(chǔ)能濾波電感L釋放能量提供電流通路。
在控制開(kāi)關(guān)關(guān)斷期間Toff,儲(chǔ)能電感L將產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流iL由反電動(dòng)勢(shì)eL的正極流出,通過(guò)負(fù)載R,再經(jīng)過(guò)續(xù)流二極管D的正極,然后從續(xù)流二極管D的負(fù)極流出,最后回到反電動(dòng)勢(shì)eL的負(fù)極。
對(duì)于圖1-2,如果不看控制開(kāi)關(guān)K和輸入電壓Ui,它是一個(gè)典型的反 型濾波電路,它的作用是把脈動(dòng)直流電壓通過(guò)平滑濾波輸出其平均值。
圖1-3、圖1-4、圖1-5分別是控制開(kāi)關(guān)K的占空比D等于0.5、< 0.5、> 0.5時(shí),圖1-2電路中幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的電壓和電流波形。圖1-3-a)、圖1-4-a)、圖1-5-a)分別為控制開(kāi)關(guān)K輸出電壓uo的波形;圖1-3-b)、圖1-4-b)、圖1-5-b)分別為儲(chǔ)能濾波電容兩端電壓uc的波形;圖1-3-c)、圖1-4-c)、圖1-5-c)分別為流過(guò)儲(chǔ)能電感L電流iL的波形。
在Ton期間,控制開(kāi)關(guān)K接通,輸入電壓Ui通過(guò)控制開(kāi)關(guān)K輸出電壓uo,然后加到儲(chǔ)能濾波電感L和儲(chǔ)能濾波電容C組成的濾波電路上,在此期間儲(chǔ)能濾波電感L兩端的電壓eL為:
式中:Ui輸入電壓,Uo為直流輸出電壓,即:電容兩端的電壓uc的平均值。
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