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開關電源中電感的作用
時間:2020-11-02 08:17:02 點擊次數:5330

電感是開關電源中最常用的元件,由于電流、電壓相位不同,所以理論上的損耗為零。電感做為儲能元件,也常與電容一起用于輸入濾波和輸出濾波電路上,用來平滑電流。電感也被稱為扼流圈,特點是流過的電流有很大的慣性.換句話說就是磁通連續特性,電感上的電流必須是完全連續的,否則將會發生很大的過電壓。

電感作為磁性元件,天然有磁飽滿問題。有的應用允許開關電源電感飽滿,有的應用允許開關電源電感從必定電流值開始進入飽滿,也有的應用不允許開關電源電感出現飽滿,這要求在詳細線路中進行區分。大部分情況下,電感作業在"線性區",此時電感值為一常數,不會隨著端電壓與電流改變。可是開關電源存在一個不能忽視的問題,即開關電源電感的繞線將導致兩個散布參數或寄生參數,一個是不能避免的繞線電阻,另一個是與繞制工藝、資料有關的散布式雜散電容。雜散電容在低頻時影響不大,但隨頻率的提高而漸顯出來,當頻率高到某個值以上時,電感也許變成電容特性了。假如將雜散電容"集中"為一個電容,則從電感的等效電路可以看出在某一頻率后所呈現的電容特性。

當分析電感在線路中的作業狀況或者繪制電壓電流波形圖時,無妨考慮下數幾個特點:

1. 當電感L中有電流I流過時,電感儲存的能量為: E=0.5×L×I2 (1)

2. 在一個開關電源周期中,電感電流的改變(紋波電流峰峰值)與電感兩端電壓的關系為: V=(L×di)/dt (2) ,由此能夠看出,紋波電流的巨細跟電感值有關。

3. 就像電容有充放電一樣,開關電源的電感器也有充電、放電的電壓進程。電容上的電壓與電流的積分(安·秒)成正比,開關電源電感上的電流與電壓的積分(伏·秒)成正比。只要電感電壓改變,電流改變率di/dt也將改變;正向電壓使電流線性上升,反向電壓使電流線性下降。

紋波電流的巨細同樣會影響到電感器和輸出電容的尺度,紋波電流一般設定為最大輸出電流的10%~30%,因此對降壓型開關電源來說,流過電感的電流峰值比電源輸出電流大5%~15%.

計算出正確的電感值對選用適宜的電感和輸出電容以取得最小的輸出電壓紋波而言是十分重要。

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