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調整高速開關的開通時間

先復習一下開關電源，認為沒必要的讀者請略過。就像游樂場和活動場館，一旦顯得人群擁擠， 就會采取入場限制措施，調整入場人數。而開關電 源利用半導體開關，調整流過的電流量和電壓值。

首先，針對開關電源的基本原理，我們用圖 1 所示 的降壓變換器來說明。

圖1

此外，圖 2 所示為電路各部 分的波形。

圖2

由于半導體開關器件 Sm 不斷地重復高速開關動 作，因此調整該開關器件的開通時間就可以輸出可 變電壓。我們將開通時間占周期的比例稱為“占空 比”（也叫周期比），用 D 表示。把開關的一個周期的時間定為 TS，開通時間定 為 Ton，則有

線圈儲存磁能

那么，接下來說明一下電路工作原理。

（1）開關器件開通期間

開關器件 S m 開通期間，電源 Vi、扼流線圈 L、 輸出濾波電容 Co 形成回路，如圖 3（a）所示。據 此，扼流線圈兩端的電壓 VL 為電源電壓 Vi 和輸出 電壓 Vo 之差。此處需要特別關注的是線圈。那么，扼流線圈的作用是什么呢？拿水車做比 喻就容易理解了。在水車上加水壓且水一旦流動， 就會存儲轉動的能量。對扼流線圈施加電壓且電流 一旦流動，線圈中就存儲了磁能。在此期間，流經 扼流線圈的電流 iL 逐漸增加，下式成立：

對開通時間 Ton 進行積分，則開通期間扼流線 圈中電流的增大量 ΔiL_on 為

（2）開關器件關斷期間 一旦開關器件 Sm 處于關斷狀態，則如圖 3（b） 所示，整流二極管 Dr 導通，和扼流線圈 L、輸出濾 波電容 Co 形成回路。借此，扼流線圈兩端電壓 VL 上，產生了反方向的輸出電壓 Vo。就像水車轉到水 位高的地方也可以放出水那樣，扼流線圈上儲存著磁能，憑借該磁能，電位高的輸出側也可以流出電 流。此時，流經扼流線圈的電流 iL 減小。將 Toff 作 為開關器件的關斷時間，則扼流線圈于關斷期間的 電流減小量

處于穩定工作的恒定狀態時，流經扼流線圈電 流的增大量和減小量變得相等，因此，得

由式（3）和式（4）可推導出如下關系式：

此處，

， 將其代入式 （6），則有

此即一個周期內開通時間所占的比例。換言之， 改變占空比 D 即可調整輸出電壓。使用電腦訪問：https://beta.demosharer.com

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