开关电源道理与设计（连载三十1000UF 35V七）交换输出单电容半桥式变压器开关电源

别的，单电容半桥式变压器开关电源属于正鼓励输出电源。正激式电源的变压器伏秒容量一般都取得很大，励磁电流相对付等效负载电流来说很是小，即：在图1-40-b中i2远远大于i1。由此，我们主要是对i2电流的浸染举办阐明，而对i1只把它当作是对i2举办调制，而且调制幅度很小。

假如不思量i1对i2的调制浸染，则当节制开关K1接通，电源电压Ui开始通过节制开关K1和开关变压器低级线圈的等效负载电阻R对电容C1举办充电，电容器两头的电压增量为：

(1-164)和(1-165)式中，Δuc 电容器充电时电容器两头的电压增量，Δ uc2为电源单独通过等效负载电阻R对电容器充电时，电容器两头的电压增量;Δ um2为电容充电电压增量的最大值，即电流i2对电容充电发生的电压增量最大值， U(0-)c2为电容器刚开始充电瞬间电容器两头的电压，即电容器开始充电时的初始电压;电容第一次充电时，由于初始电压U(0-)c2 = 0，所以ΔUm2 =Ui ， Ui为电源电压;R为负载回路通过变压器次级线圈折射到变压器低级线圈回路的等效负载电阻， 1UF 50V，R =R1/n*n ，R1为变压器次级线圈输出回路的负载电阻。

RC为时间常数，时间常数一般都用τ来暗示，即τ = RC，个中C = C1。这里为了简化在不容易夹杂的环境下我们常常把电感L和电容C的下标省去。

当需要进一步思量流过开关变压器低级线圈N1绕组的励磁电流对电容充电的影响时，可在(1-164)式右边乘以一个略大于一的系数，这是因为励磁电流与流过等效负载的电流对电容充电时，电流偏向完全一致，而且充电曲线的曲率也很临近。

当节制开关K1关断，节制开关K2刚接通的时候，电容器C1将通过节制开关K2和开关变压器低级线圈的b、a两头举办放电。同样，电容放电时也可以当作是电容对两部门电路举办放电。电容放电的进程也可以参考图1-40，不外图中应该把电源Ui移去并把本来接电源的两头引线短路，以及把节制开关K1换成K2。

前面已经指出，在电感与电容构成的电路中，电容放电时其两头的电压是按余弦曲线下降的;而在电阻与电容构成的电路中，电容放电时其两头的电压是按指数曲线下降的。同理，由于励磁电流相对付等效负载电流来说很是小，这里我主要思量流过等效负载电阻R对电容器C1举办放电的浸染。按照前面阐明，这里我们直接给出电容放电进程的数学表达式：

(1-166)和(1-167)式中，负号暗示电容放电，其电流或电压的偏向与电容充电时的电流与电压的偏向相反;-Δuc 为电容器放电时任一时刻电容器两头的电压增量(取负值)，-Δuc2 为电源单独通过等效负载电阻对电容器放电时，任一时刻电容两头的电压增量(取负值)，-U(0+)c2 为电容器刚放电瞬间电容器两头的电压(取负值)，或电容器在上一次充电时电容器两头的电压(取负值)，即电容器开始放电时的初始电压;R为负载回路通过变压器次级线圈折射到变压器低级线圈回路的等效负载电阻，R =R1/n*n ，R1为变压器次级线圈输出回路的负载电阻。

同理，当需要进一步思量流过开关变压器低级线圈N1绕组的励磁电流对电容放电的影响时，可在(1-166)式右边乘以一个略大于一的系数。

由此可见，要准确计较电容器每次充、放电时的电压值长短常贫苦的，假如同时也把流过变压器低级线圈的励磁电流对电容充放电的影响也思量进去，计较还要更巨大。

在半桥式变压器开关电源中，节制开关K1每接通一次，电容器C1就要被充电一次;节制开关K2每接通一次，电容器C1就要被放电一次。但由于开关电源刚开始事情的时候，电容器C1事先没有充电，电容器两头的电压约便是零，所以，电容器每次充电的电荷或电压增量老是大于电容器放电的电荷或电压增量，因此，电容器两头的平均电压在开关电源刚开始事情的时候是一直在上升的;直到电容器每次充电的电压增量与电容器放电的电压增量完全相等时候，电容器两头电压的平均值才会不变在某个数值上。

假如节制开关K1和K2事情时占空比完全相等，则：电容器每次充电的电压增量与电容器放电的电压增量也完全相等，电容器两头电压的平均值就会正好不变在输入电压Ui的二分之一处。即：

Δuc =│-Δuc │ —— 电容布满电时 (1-168)

U(0-) c2≈U(0+) c2 ≈ Ui/2—— 电容布满电时 (1-169)

这里出格指出：(1-169)式中认为电容充、放电时的初始电压值基内情等，是因为电容的容量一般取得很大，每次充放电时电容两头的电压变革很小，这同时也意味着电容器布满电所需要的时间相当长。