開關穩壓電源調整管的功耗分析

李玲玲

（作者單位：貴州廣播電視臺）

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開關穩壓電源調整管的功耗分析

李玲玲

（作者單位：貴州廣播電視臺）

摘 要：本文通過對電源調整管在起振期、起振后的功耗計算、分析，介紹了怎樣合理的配置調整管才能有效地提高了開關穩壓電源的使用效率及使用壽命。

關鍵詞：開關電源；調整管；功耗；電路；電容

電源的安全、可靠是保證廣播電視系統正常運行的重要條件。開關穩壓電源是一種體積小、重量輕、適應交流電電壓波動性好、穩壓范圍寬、效率高的新型電源。其基本電路由一次整流濾波、開關調整關、續流二極管、儲能電感和濾波電容組成，開關調整管為主要部件了之一，其在激勵信號的激勵下交替地工作在導通——截止和截止——導通的開關狀態。本文將就開關調整管起振期和調整管起振后正常工作期間的功耗進行分析。

1 起振期間的電路模型

以自激補償式開關穩壓電源為例進行分析，如圖1所示，開機后，電容因充電而逐浙上升，當上升至2伏以后，調整管開始導通，并對充電，只有上的電壓上升到輸出電壓時，電路才進入振蕩狀態，從開機到進入振蕩狀態這一過渡時間簡稱起振期。開關調整管在起整期功耗與其在起振后正常工作期間的功耗是大不相同的。

圖1

在起振期內，如果只考慮調整管導通后的充電過程，電路可以間化成圖2所示的形式。

圖2

圖中為調整管導通時近似的等效電阻，在起振期內可看作一個定值，C為圖1中的，是取樣電阻、負載電阻的等效值；為圖1中上的電壓值，在起振期內隨時間變化。為了分析方便起見，假定它是一個定值，而且

=

在起振期內，調整管的電流上升率與圖1中電容上升率差不多，而后者又略小于市電電壓變化率，所以

||≦2πf﹒L

式中f為市電頻率。由于電感L值不大，一般為毫亨數級，而一般不小于歐姆數量級，于是

||

這就是說，電感L的作用在起振期內可以略去不計，于是圖2所示電賂模型可以進一步簡化成圖3的形式。

2 電路方程及其解

圖3所示電路可用一階方程C +（ + 1）=其解為（t）=（1 - ）式中τ=RC=(‖)C.

圖3

設穩定電源的輸出穩定值為，從開機到輸出端電壓上升至的時間（即起振時間）

為T，則（T）=（1 - ）=于是 T/ τ=ln

又設調整管的管壓降為，流經它的電流為，則

（t）=-(t)=

(t)=+=+（1 - ）

再設管子的功耗為P(t)，起振期消耗的總功為A,平均功效為，則

3 結論

調整管起振后正常工作期間的功耗為:

P=+++=﹒+（）+()﹒f﹒﹒

式中f為自激振蕩頻率,當=A，f=HZ，==，=2和=時，其數量級可估計為:

P≈+（）+≈（2）

當τ與T均取毫秒數量級，RL取10歐數量級，C取微法數量級時。由（1）式表示的調整管在起振期T內的平均功耗為:

=+2≈（3）

比較（2）式和（3）式可以看出：調整管在起振期的功耗是其正常工作期間功耗的100倍以上，這種情況要特別引起注意。

和都小于1，所以調整管在起振期的平均功耗主要是由（1）式

前三項決定，即取決于三個電路參數C、和。因為=RC=(‖)C

所以參數在負載一定和電容C一定的情況下，主要由決定。又因為/T=ln(1-)，所以參數可以用參數表示。即調整管在起振期的平均功耗主要由電容C、調整管導通時的等效電阻和參數決定，與此三個參數成正比例指數關系。電容C越大、調整管導通時的等效電阻越大、輸出的穩壓值越接近,都能引起調整管在起振期的平均功耗增大。

從上述分析來看，調整管在起振期的功耗過大，對開關穩壓電源是不利的，要降低其在起振期的功耗，必須正確選擇C、和的大小。多只調整管并聯，可以降低，使流過每只調整管的電流減小，但是電路較復雜；降低比值也是一種遠擇；如果選取不當，會降低開關電源的效率；減小電容C，會提高開關電源的自激振蕩頻率。必須綜和考慮C、和的選取，通過長期實踐，當200時，開關電源能長期運行，不易發生損壞。當200時，對開關電源是不利的，常造成開關電源開機時洞整管損壞。這是一定要避免的。

參考文獻：

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