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敘開關(guān)電源的電容器和變換器

來源:東莞市成良智能科技   發(fā)布時間:2019-08-06   點擊量:1154



開關(guān)電源中電容器是不可缺少的電子元件。與電阻一樣,你可以采購到的各種規(guī)格的、不同用途的電容器。以下將概要說明電容器的基本原理、規(guī)范和使用問題。還有變換器的工作過程分步。

開關(guān)電源之變換器工作過程分兩步: 第一:開關(guān)管導通,母線通過初級繞組將電能轉(zhuǎn)換為磁能存儲起來; 第二:開關(guān)管關(guān)斷,存儲的磁能通過次級繞組給電容充電,同時給負載供電。 可見,反激式變換器開關(guān)管導通時,次級繞組均沒構(gòu)成回路,整個變壓器如同僅有一個初級繞組的帶磁芯的電感器一樣,此時僅有初級電流,轉(zhuǎn)換器沒有次級安匝數(shù)去抵消它。初級的全部電流用于磁芯沿磁滯回線移動,實現(xiàn)電能向磁能的轉(zhuǎn)換;這種情況極易使磁芯飽和。

 

磁芯飽和時,很短的時間內(nèi)極易使開關(guān)管損壞。因為當磁芯飽和時,磁感應(yīng)強度基本不變,dB/dt近似為零,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,將不會產(chǎn)生自感電動勢去抵消母線電壓,初級繞組線圈的電阻很小,這樣母線電壓將幾乎全部加在開關(guān)管上,開關(guān)管會瞬時損壞。由上邊分析可知,反激式開關(guān)電源的設(shè)計,在保證輸出功率的前提下,首要解決的是磁芯飽和問題。

導體上可以保留一定的電荷,即導體有存儲電荷的能力。不過單獨導體存儲電荷能力很弱,為了提高導體存儲電荷的能力,需要將導體組成一定結(jié)構(gòu),這就是電容器。開關(guān)電源之電容器的基本結(jié)構(gòu)是由兩塊導體極板,中間隔離有不同的電介質(zhì)(絕緣體)組成。

如果將電容的兩個導電極板接到一個開關(guān)電源上,在電場力的作用下,正極板 A 的電子被開關(guān)電源吸走,留下正離子的正電荷,而向負極板 B 送入相應(yīng)的自由電子的負電荷。移動電荷在電路中形成電流。兩個極板上帶有極性相反數(shù)量相等的電荷,在極板間的介質(zhì)中建立電場。電場方向由正極板指向負極板。

這個電場阻止正極板正電荷增加和負極板負電荷增加,當極板間電位與開關(guān)電源電壓相等時,電源停止向極板輸送電荷,電路電流位零。電流流向正極板,外電源對電容做功,電容器存儲了一定電場能量。如果將兩個極板經(jīng)過電阻短接,極板上電荷慢慢消失,電場能量釋放轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮璋l(fā)熱。電容積累電荷建立電場的過程稱為充電;釋放電荷電場消失的過程稱為放電。充好電的電容兩個極板電壓越高,存儲的電荷越多,存儲的能量越大。

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