反激式開關(guān)電源輸出整流濾波電路工作狀態(tài)分析

反激式開關(guān)電源輸出整流濾波電路原理上是簡(jiǎn)單的。但是，由于反激式開關(guān)電源的能量傳遞必須通過變壓器轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，變壓器的初次級(jí)兩側(cè)的開關(guān)（MOSFET或整流二極管）均工作在電流斷續(xù)狀態(tài)。在相同輸出功率條件下，反激式開關(guān)電源的開關(guān)流過的電流峰值和有效值大于正激式、橋式、推挽式開關(guān)電源。01μF以上的固定電容，可用萬用表的R×10k擋直接測(cè)試電容器有無充電過程以及有無內(nèi)部短路或漏電，并可根據(jù)指針向右擺動(dòng)的幅度大小估計(jì)出電容器的容量。為了獲得更低的輸出電壓尖峰，通常的反激式開關(guān)電源工作在電感電流（變壓器儲(chǔ)能）斷續(xù)狀態(tài)，這就進(jìn)一步增加了開關(guān)元件的電流額定。

開關(guān)電源的電路拓?fù)鋵?duì)輸出整流濾波電容器影響也是非常大的，由于反激式開關(guān)電源的輸出電流斷續(xù)性，其交流分量需要由輸出整流濾波電容器吸收，當(dāng)電感電流斷續(xù)時(shí)輸出整流濾波電容器的需要吸收的紋波電流相對(duì)大。

電容器及其寄生要素在連續(xù)同步降1壓調(diào)節(jié)器中形成不同的紋波電壓

　　圖3顯示了一個(gè)深度連續(xù)反激或者降1壓調(diào)節(jié)器的波形，其輸出電容器電流可以為正和負(fù)，而具體狀態(tài)會(huì)不斷快速變化。紅色線條清楚表明了這種情況，其電壓由這種電流乘以ESR得出，結(jié)果則為一種方波。電容器元件的電壓為方波的組成部分。它導(dǎo)致線性充電和放電，如藍(lán)色三角波形所示。僅當(dāng)電流在過渡期間變化時(shí)，電容器ESL的電壓才明顯。這種電壓會(huì)非常高，取決于輸出電流升時(shí)間。電解電容器性能要求小體積、大容量由于電解電容器陽(yáng)極為腐蝕多孔的閥金屬且表面生成一層極薄的介質(zhì)氧化膜，多數(shù)采用卷繞結(jié)構(gòu)，很容易擴(kuò)大體積，因此單位體積電容量非常大，比其它電容大幾倍到幾十倍。請(qǐng)注意，在這種情況下，綠色線條需除以10（假設(shè)25 nS電流過渡）。這些大電感尖峰就是在反激或降1壓電源中經(jīng)常出現(xiàn)雙級(jí)濾波器的眾多原因之一。

正確選擇電容器組的保護(hù)方式，是確保電容器安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，但無論采用哪種保護(hù)方式，均應(yīng)符合以下幾項(xiàng)要求：

①保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏度，不論電容器組中單臺(tái)電容器內(nèi)部發(fā)生故障，還是部分元件損壞，保護(hù)裝置都能可靠地動(dòng)作。

②能夠有選擇地切除故障電容器，或在電容器組電源全部斷開后，便于檢查出已損壞的電容器。

③在電容器停送電過程中及電力系統(tǒng)發(fā)生接地或其它故障時(shí)，保護(hù)裝置不能有誤動(dòng)作。

④保護(hù)裝置應(yīng)便于進(jìn)行安裝、調(diào)整、試驗(yàn)和運(yùn)行維護(hù)。

⑤消耗電量要少，運(yùn)行費(fèi)用要低。

用于開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出整流的電解電容器，要求其阻抗頻率特性在300kHz甚至500kHz時(shí)仍不呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。電解電容器ESR較低，能有效地濾除開關(guān)穩(wěn)壓電源中的高頻紋波和尖峰電壓。而普通電解電容器在100kHz后就開始呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，用于開關(guān)電源輸出整流濾波效果相對(duì)較差。揚(yáng)聲器使用無源模擬分頻器，模擬均衡器使用電容來選擇不同的音頻頻段。

通過實(shí)驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)，普通CDII型中4700μF,16V電解電容器，用于開關(guān)電源輸出濾波的紋波與尖峰并不比CD03HF型4700μF,16V高頻電解電容器的低，同時(shí)普通電解電容器溫升相對(duì)較高。當(dāng)負(fù)載為突變情況時(shí)，用普通電解電容器的瞬態(tài)響應(yīng)遠(yuǎn)不如高頻電解電容器。高頻低阻抗化對(duì)于中小輸出功率開關(guān)電源的工作頻率除少數(shù)因價(jià)格限制而仍采用20~40kHz外，大多數(shù)均在50kHz以上。