從道理上來說,,(2-139)式中反電動勢的最大值要比(2-140)式中反電動勢的平均值高很多,,但由于分布電容的存在,,反電動勢的上升率并沒有計算結(jié)果那么高,,所以把它等效成一個方波,計算起來更為簡單,。實際上從能量方面來考慮也是完全可以的,。
(2-140)式對于計算漏感 產(chǎn)生的反電動勢或其它電感產(chǎn)生的反電動勢同樣有效。漏感 中存儲的能量可根據(jù)(2-138)式求得,;而流過漏感 的電流,,對于反激式開關電源:可認為與勵磁電流的大小基本相等,因為,,在反激式開關電源中,,等效負載電阻等于無限大;對于正激式開關電源:可認為與流過等效負載電阻的電流大小基本相等,,因為,,在正激式開關電源中,勵磁電流相對于流過等效負載電阻的電流,,很小,。
在電源開關管Q1關斷期間,對于反激式開關電源,,開關變壓器正好通過次級線圈向負載輸出能量(給儲能濾波電容充電),,即等效負載電阻R的值很小,產(chǎn)生反電動勢的值也很??;而對于正激式開關電源,,此時開關變壓器正好沒有向負載輸出能量,,即等效負載電阻R的值非常大,產(chǎn)生反電動勢的值也很大,。
因此,,在t > t6時刻,開關變壓器初級線圈產(chǎn)生的反電動勢大小,,對于正,、反激式開關電源來說是不一樣的,即:正激式開關電源的負載特性與反激式開關電源的負載特性正好相反,。
從原理上來說,,用圖2-44的等效電路來等效開關變壓器的工作原理有些過于簡單,因為,,在圖2-44中,,當電源開關管Q1突然關斷瞬間,漏感 沒有放電回路,,即負載電阻為無限大,,根據(jù)(2-140)式,,漏感 兩端產(chǎn)生的反電動勢將非常大;但實際上,,在漏感 產(chǎn)生反電動勢的時候,,它是可以通過漏感兩端的分布電容產(chǎn)生并聯(lián)振蕩的,因此,,我們可以把圖2-44電路進一步改進成如圖2-46所示電路,。
在圖2-46中,Cs1,、Cs2都是分布電容,,它們對于漏感 來說,既可以產(chǎn)生串聯(lián)振蕩,,又可以產(chǎn)生并聯(lián)振蕩,。在電源開關管Q1導通瞬間,漏感與分布電容主要是產(chǎn)生串聯(lián)振蕩,,因為輸入電壓開始向串聯(lián)振蕩回路提供能量,;在電源開關管Q1關斷瞬間,漏感與分布電容主要是產(chǎn)生并聯(lián)振蕩,,因為漏感 必須要通過并聯(lián)回路釋放能量,。在實際應用中,漏感相對于勵磁電感 來說很小,,因此如果不考慮漏感的作用,,完全可以把Cs1、Cs2看成是一個分布電容,。
由于在變壓器線圈中,,分布電容和分布電感是由非常多的電容和漏感互相串、并聯(lián)在一起組成,,如要嚴格地用集中參數(shù)完全把它們等效是很難的,。至于等效電路是采用串聯(lián)還是并聯(lián),這主要看它在電路中所起的關鍵作用,。例如,,在電源開關管接通時,串聯(lián)電容的作用是主要的,;而在電源開關管關斷時,,并聯(lián)電容的作用反而是主要的。
從圖2-45-c以及(2-140)式可以看出,,漏感 產(chǎn)生反電動勢的幅度一般都等于或大于輸入電源電壓的幅度,,即加到電源開關管D極的電壓最高可達輸入電壓的兩倍,或者更高。這是因為電源開關管的關斷時間一般都很短,,而漏感釋放能量時等效負載電阻很大的緣故,。因此,如果不對電源開關管采取保護措施,,反電動勢很容易就把電源開關管打穿,。
根據(jù)(2-140)式,降低漏感反電動勢幅度的最有效方法是減小負載電阻 的阻值,。圖2-47所示電路,,就是一種采用減小負載電阻的方法來降低漏感產(chǎn)生反電動勢幅度的電路。
圖2-47中的D1,、R1,、C1是抑制漏感以及勵磁電感產(chǎn)生反電動勢和振鈴電壓幅度的有效電路。當變壓器初級漏感以及勵磁電感產(chǎn)生反電動勢時,,反電動勢通過二極管D1對電容器C1進行充電,,相當于電容器把反電動勢的能量吸收掉,從而降低了反電動勢和振鈴電壓的幅度,。
電容器C1在吸收反電動勢的能量的過程中,,其兩端電壓也會提高,但它可以通過R1進行放電,,使電容器兩端的電壓基本保持在一個合理的范圍,。即:電容器C1在吸收反電動勢的能量是有條件的,只有反電動勢的的幅度超過某個值之后,,它才開始吸收,。正確選擇RC放電的時間常數(shù),使電容器在下次充電時的剩余電壓剛好略高于方波電壓的幅度,,而電容充滿電的幅度又低于開關管的耐壓幅度,,此時電源的工作效率最高。