電壓和電流的極性如圖2所示。該電源的工作原理如下:1 .當開關管sw接通時,二極管d反向偏置并關斷,二極管電流id=0,輸入電壓通過電感向負載rl供電,電感和電容存儲能量,電感電流il逐漸增大,如圖1中的藍色回路所示;2.當開關管sw關斷時,開關管電流it=0,電感器由于其自感電動勢而通過二極管d續流繼續向負載rl供電,并且電感器電流il逐漸減小,如圖1中的紅色回路所示。在操作期間,穿心電感批發,開關管以非常高的頻率(通常在幾十千赫到幾兆赫的數量級)反復接通和斷開。
根據能量守恒,在穩態條件下,即伏-秒平衡原理,在開關周期中電感器兩端的電壓平均值為0。根據電感電流在開關周期內是否連續,有三種工作模式,即電流連續模式、bcm臨界電流模式和電流斷續模式。
1.連續電流模式
根據伏秒平衡原理,在穩態條件下,在導通周期d*t內,共模電感電壓為(vin-vout)。在關斷期間(1-d)*t,電感電壓為vout,兩者的乘積相等,即:
(vin-vout)dt=vout(1-d)t,
其中d是占空比,t是開關周期,vin是輸入電壓,vout是輸出電壓,您可以獲得:
vout/vin=d .
可以看出,ccm模式下的傳遞函數等于占空比,與負載電流無關。
可以看出,電感電流不會是0。在開關管開關的接通期間,開關管電流it從某個不為0的值開始上升,直到開關管開關斷開時達到大值。根據公式u=l*di/dt,電流變化率di/dt=u/l,因此開關導通期間的電流變化率為(vin-vout)/l,在此期間二極管電流id為0;在開關管開關斷開期間,二極管電流id開始下降,直到開關再次接通,達到小電流值。類似地,可用電流變化率為vout/l,在此期間開關管電流為0。開關管電流it和二極管電流id的組合是整個開關接通和斷開期間的電感電流il。
我們知道,電感批發,交流正弦電路中的電感由于反電動勢,其兩端的電壓和電流相差近90度。對于純電感電路,相位差等于90度。
讓我們看一下圖1:注意將電源波形圖與電壓和電流波形圖進行比較。我們會發現電感在一段時間內從電源獲取電能,在另一段時間內將電能回饋給電網。如果不考慮電源和電感之間的線電阻,電感可以被視為不消耗能量。
電容的情況類似于電感的情況。差別只是電壓和電流之間的相位差:一個比電壓高90度,r棒電感批發,另一個比電流高90度。
與電阻不同,我們稱之為電感電容和電源無功之間的功率交換,這意味著它們不消耗有功功率。但事實真的是這樣嗎?
在我們的研究中,導線的線路電阻可以忽略,r棒電感批發,但在實際配電系統中,由于電流規模大,必須考慮線路電阻。
我們這樣想:當電感和電容等無功負載與電源交換無功功率時,相應的無功電流將不可避免地流經兩者之間的電纜。電纜上既有電阻負載產生的有功功率電流,也有電感/電容產生的無功功率電流,兩者都會使電纜---。
我們把與無功功率相對應的加熱稱為“無功功率交換引起的電纜有功功率消耗”,這是一個有點---的名詞組合。
基礎元器件里面,電阻接觸的比較早,也比較貼近實際,所以比較好理解,電容因為經常用,所以也有些概念,但對于電感,絕大多數人沒有概念,這樣就阻礙了對模擬電路深入理解,對于模擬電路,尤其是干擾方面,干擾源往往是電感引起的,所以理解電感對于降低干擾,提高系統-性有很大的幫助。
電感與電容一樣,都是自身不消耗能量的存儲器件,從虛坐標上看,電阻屬于實部,那么電感存儲磁場屬于虛部的上半部,電容存儲電場屬于虛部的下半部,可以認為電感恰好是電容的反面,所以借用電容的一些參數來理解電感,理解起來比較容易些。
電感耐流是大家經常忽視的,這個一般受兩個指標影響,一個是電感銅絲的內阻---量,屬于線損,尤其有直流分量的時候,要-注意這個參數,另外一個是電流導致的磁飽和值,所以要分情況選擇,首先要計算---在承受范圍內,其次要磁場不能飽和,若飽和,電感就失效了。
電容大家往往關心耐壓,這個等價于電感的耐流磁飽和問題,實際上它的線損---,一般在大功率開關電源中要考慮,電解電容在大功率開關電源中因為-的充放電,電容---,電解液干枯而失效,這個一般不做開關電源的,一般接觸不到,本人做高頻焊接機,輸出部分用的電容是云母電容,工作在1mhz,電流有600a,經常---把電容炸掉,所以對電容的損耗理解的相對深些,當然電容的損耗還有介質損耗,比如在高頻機里,用cbb材料的相對云母,損耗就-,很容易壞,介質損耗反而是成了主要的因素。