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敘開關(guān)電源的電容器和變換器

來源：東莞市成良智能科技發(fā)布時(shí)間：2019-08-06 點(diǎn)擊量：1141

開關(guān)電源中電容器是不可缺少的電子元件。與電阻一樣，你可以采購到的各種規(guī)格的、不同用途的電容器。以下將概要說明電容器的基本原理、規(guī)范和使用問題。還有變換器的工作過程分步。

開關(guān)電源之變換器工作過程分兩步：第一：開關(guān)管導(dǎo)通，母線通過初級(jí)繞組將電能轉(zhuǎn)換為磁能存儲(chǔ)起來；第二：開關(guān)管關(guān)斷，存儲(chǔ)的磁能通過次級(jí)繞組給電容充電，同時(shí)給負(fù)載供電。可見，反激式變換器開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，次級(jí)繞組均沒構(gòu)成回路，整個(gè)變壓器如同僅有一個(gè)初級(jí)繞組的帶磁芯的電感器一樣，此時(shí)僅有初級(jí)電流，轉(zhuǎn)換器沒有次級(jí)安匝數(shù)去抵消它。初級(jí)的全部電流用于磁芯沿磁滯回線移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電能向磁能的轉(zhuǎn)換；這種情況極易使磁芯飽和。

磁芯飽和時(shí)，很短的時(shí)間內(nèi)極易使開關(guān)管損壞。因?yàn)楫?dāng)磁芯飽和時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度基本不變，dB/dt近似為零，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，將不會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢去抵消母線電壓，初級(jí)繞組線圈的電阻很小，這樣母線電壓將幾乎全部加在開關(guān)管上，開關(guān)管會(huì)瞬時(shí)損壞。由上邊分析可知，反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)，在保證輸出功率的前提下，首要解決的是磁芯飽和問題。

導(dǎo)體上可以保留一定的電荷，即導(dǎo)體有存儲(chǔ)電荷的能力。不過單獨(dú)導(dǎo)體存儲(chǔ)電荷能力很弱，為了提高導(dǎo)體存儲(chǔ)電荷的能力，需要將導(dǎo)體組成一定結(jié)構(gòu)，這就是電容器。開關(guān)電源之電容器的基本結(jié)構(gòu)是由兩塊導(dǎo)體極板，中間隔離有不同的電介質(zhì)（絕緣體）組成。

如果將電容的兩個(gè)導(dǎo)電極板接到一個(gè)開關(guān)電源上，在電場力的作用下，正極板 A 的電子被開關(guān)電源吸走，留下正離子的正電荷，而向負(fù)極板 B 送入相應(yīng)的自由電子的負(fù)電荷。移動(dòng)電荷在電路中形成電流。兩個(gè)極板上帶有極性相反數(shù)量相等的電荷，在極板間的介質(zhì)中建立電場。電場方向由正極板指向負(fù)極板。

這個(gè)電場阻止正極板正電荷增加和負(fù)極板負(fù)電荷增加，當(dāng)極板間電位與開關(guān)電源電壓相等時(shí)，電源停止向極板輸送電荷，電路電流位零。電流流向正極板，外電源對電容做功，電容器存儲(chǔ)了一定電場能量。如果將兩個(gè)極板經(jīng)過電阻短接，極板上電荷慢慢消失，電場能量釋放轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮璋l(fā)熱。電容積累電荷建立電場的過程稱為充電；釋放電荷電場消失的過程稱為放電。充好電的電容兩個(gè)極板電壓越高，存儲(chǔ)的電荷越多，存儲(chǔ)的能量越大。

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