开关稳压电源调整管的功耗分析

李玲玲

（作者单位：贵州广播电视台）



开关稳压电源调整管的功耗分析

李玲玲

（作者单位：贵州广播电视台）

摘 要：本文通过对电源调整管在起振期、起振后的功耗计算、分析，介绍了怎样合理的配置调整管才能有效地提高了开关稳压电源的使用效率及使用寿命。

关键词：开关电源；调整管；功耗；电路；电容

电源的安全、可靠是保证广播电视系统正常运行的重要条件。开关稳压电源是一种体积小、重量轻、适应交流电电压波动性好、稳压范围宽、效率高的新型电源。其基本电路由一次整流滤波、开关调整关、续流二极管、储能电感和滤波电容组成，开关调整管为主要部件了之一，其在激励信号的激励下交替地工作在导通——截止和截止——导通的开关状态。本文将就开关调整管起振期和调整管起振后正常工作期间的功耗进行分析。

1 起振期间的电路模型

以自激补偿式开关稳压电源为例进行分析，如图1所示，开机后，电容因充电而逐浙上升，当上升至2伏以后，调整管开始导通，并对充电，只有上的电压上升到输出电压时，电路才进入振荡状态，从开机到进入振荡状态这一过渡时间简称起振期。开关调整管在起整期功耗与其在起振后正常工作期间的功耗是大不相同的。

图1

在起振期内，如果只考虑调整管导通后的充电过程，电路可以间化成图2所示的形式。

图2

图中为调整管导通时近似的等效电阻，在起振期内可看作一个定值，C为图1中的，是取样电阻、负载电阻的等效值；为图1中上的电压值，在起振期内随时间变化。为了分析方便起见，假定它是一个定值，而且

=

在起振期内，调整管的电流上升率与图1中电容上升率差不多，而后者又略小于市电电压变化率，所以

||≦2πf﹒L

式中f为市电频率。由于电感L值不大，一般为毫亨数级，而一般不小于欧姆数量级，于是

||

这就是说，电感L的作用在起振期内可以略去不计，于是图2所示电赂模型可以进一步简化成图3的形式。

2 电路方程及其解

图3所示电路可用一阶方程C +（ + 1）=其解为（t）=（1 - ）式中τ=RC=(‖)C.

图3

设稳定电源的输出稳定值为，从开机到输出端电压上升至的时间（即起振时间）

为T，则（T）=（1 - ）=于是 T/ τ=ln

又设调整管的管压降为，流经它的电流为，则

（t）=-(t)=

(t)=+=+（1 - ）

再设管子的功耗为P(t)，起振期消耗的总功为A,平均功效为，则

3 结论

调整管起振后正常工作期间的功耗为:

P=+++=﹒+（）+()﹒f﹒﹒

式中f为自激振荡频率,当=A，f=HZ，==，=2和=时，其数量级可估计为:

P≈+（）+≈（2）

当τ与T均取毫秒数量级，RL取10欧数量级，C取微法数量级时。由（1）式表示的调整管在起振期T内的平均功耗为:

=+2≈（3）

比较（2）式和（3）式可以看出：调整管在起振期的功耗是其正常工作期间功耗的100倍以上，这种情况要特别引起注意。

和都小于1，所以调整管在起振期的平均功耗主要是由（1）式

前三项决定，即取决于三个电路参数C、和。因为=RC=(‖)C

所以参数在负载一定和电容C一定的情况下，主要由决定。又因为/T=ln(1-)，所以参数可以用参数表示。即调整管在起振期的平均功耗主要由电容C、调整管导通时的等效电阻和参数决定，与此三个参数成正比例指数关系。电容C越大、调整管导通时的等效电阻越大、输出的稳压值越接近,都能引起调整管在起振期的平均功耗增大。

从上述分析来看，调整管在起振期的功耗过大，对开关稳压电源是不利的，要降低其在起振期的功耗，必须正确选择C、和的大小。多只调整管并联，可以降低，使流过每只调整管的电流减小，但是电路较复杂；降低比值也是一种远择；如果选取不当，会降低开关电源的效率；减小电容C，会提高开关电源的自激振荡频率。必须综和考虑C、和的选取，通过长期实践，当200时，开关电源能长期运行，不易发生损坏。当200时，对开关电源是不利的，常造成开关电源开机时洞整管损坏。这是一定要避免的。

参考文献：

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[2]李鸿.开关稳压电源的效率与调整管调整效率的关系分析[J].山西电子技术,2005(4).

[3]王晓蕾,李庆华,王艳涛.一种高效率的开关稳压电源设计[J].科技创新导报,2008(30).

[4]PSTA.开关稳压电源有什么特点?[J].电源技术应用,2001(10).