開關(guān)電源中的開關(guān)管從導(dǎo)通到截止,,嚴(yán)格來說是一個非常復(fù)雜的過程,但我們在進行工作原理分析的時候,,一般都會先對一些非主要問題進行簡單化,。例如,當(dāng)電源開關(guān)管導(dǎo)通或截止的時候,,我們就把它看成是一個理想的開關(guān),,其工作時只有兩種狀態(tài),通或斷,。但實際上開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷都是一個很復(fù)雜的過程,,它除了通或斷之外,還有一個在高頻時不能忽視的問題,,就是開關(guān)管導(dǎo)通時,,是從截止區(qū)到放大區(qū),然后再由放大區(qū)到飽和區(qū)的工作過程,。這個工作過程需要用微分方程才能求解,,在這里我不想對你介紹得太復(fù)雜。
簡單地說,,電源開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷都是需要時間的,。一般都簡單地把開關(guān)管導(dǎo)通時間ton分為導(dǎo)通延時時間td和導(dǎo)通上升時間tr,而把開關(guān)管關(guān)閉時間toff分為關(guān)閉延時時間tstg(或稱關(guān)閉貯存時間)和關(guān)閉下降時間tf,。
圖1是電源開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)閉過程的測試波形,,實際上圖1中的測試波形也是被簡化過了的,實際波形中,,波形的上升沿一般是一條變化率為正的指數(shù)曲線,,而波形的下降沿則是一條變化率為負的指數(shù)曲線,為了簡單,,圖1中都用直線來取代,。
開關(guān)電源在第一個工作周期,由于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(dāng)于負載短路),因此一般的開關(guān)電源都要采取軟啟動措施,,開始的時候占空比很小,,然后才慢慢地趨于正常,即開始的時候輸出功率很小,,然后才慢慢變大,。或開始的時候,,工作電壓比較低,,然后才慢慢升高到正常值,。
嚴(yán)格地說,開關(guān)電源永遠都工作在非穩(wěn)定狀態(tài),,所謂穩(wěn)定也只是相對而言,。例如,開關(guān)電源的穩(wěn)壓過程就是這樣的:當(dāng)輸出電壓升高時,,經(jīng)過取樣比較,,取樣電路會輸出一個誤差信號給脈寬調(diào)制電路,使占空比減小,,從而使輸出電壓降低,;當(dāng)輸出電壓降低之后,經(jīng)過取樣比較,,取樣電路又會輸出一個誤差信號給脈寬調(diào)制電路,,使占空比增加,從而使輸出電壓升高,,這樣反復(fù)循環(huán),,開關(guān)電源的輸出電壓將永遠是按一定的頻率在電壓的平均值上下擺動,所謂的穩(wěn)壓只不過是輸出電壓的平均值比較穩(wěn)定而已,。
對于流過開關(guān)變壓器初級線圈的電流也不是一個穩(wěn)定值,,一般都是一個鋸齒波,整流輸出電流也一樣,。對LED進行恒流驅(qū)動,,一般也是指經(jīng)濾波之后,濾波器輸出的電流比較穩(wěn)定,,此穩(wěn)定也是指平均值,,而濾波器的輸入電流一般都是一個鋸齒波。
開關(guān)電源開始的第一個周期一般都認(rèn)為是從開關(guān)管導(dǎo)通算為開始,,這主要看你要分析的電路是從哪里切入,,如果是指開關(guān)電源的所有電路什么時候開始工作,這個可認(rèn)為是從電源開關(guān)一接通就開始工作,,如果需要分析各個點的波形,,則必須要取電路中的某個器件工作的波形作為參考點(或稱同步)。
在開關(guān)電源開始的第一個周期,,一般取樣電路基本上是不工作的,,因為輸出電壓對濾波電容進行充電,,需要好幾個周期后才能充電到正常值,,只有輸出電壓達到正常值之后,取樣電路才能正常工作,。不過取樣電路沒有正常工作之前,,其輸出電壓的絕對值等于0,,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(guān)電源沒有軟啟動電路,,開關(guān)管工作時,其占空比將很大,,很容易使變壓器飽和,,并把開關(guān)管損壞。