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敘開關電源的電容器和變換器

來源：東莞市成良智能科技發(fā)布時間：2019-08-06 點擊量：1172

開關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。

開關電源之變換器工作過程分兩步：第一：開關管導通，母線通過初級繞組將電能轉換為磁能存儲起來；第二：開關管關斷，存儲的磁能通過次級繞組給電容充電，同時給負載供電。可見，反激式變換器開關管導通時，次級繞組均沒構成回路，整個變壓器如同僅有一個初級繞組的帶磁芯的電感器一樣，此時僅有初級電流，轉換器沒有次級安匝數(shù)去抵消它。初級的全部電流用于磁芯沿磁滯回線移動，實現(xiàn)電能向磁能的轉換；這種情況極易使磁芯飽和。

磁芯飽和時，很短的時間內極易使開關管損壞。因為當磁芯飽和時，磁感應強度基本不變，dB/dt近似為零，根據(jù)電磁感應定律，將不會產生自感電動勢去抵消母線電壓，初級繞組線圈的電阻很小，這樣母線電壓將幾乎全部加在開關管上，開關管會瞬時損壞。由上邊分析可知，反激式開關電源的設計，在保證輸出功率的前提下，首要解決的是磁芯飽和問題。

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

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

這個電場阻止正極板正電荷增加和負極板負電荷增加，當極板間電位與開關電源電壓相等時，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，電容器存儲了一定電場能量。如果將兩個極板經過電阻短接，極板上電荷慢慢消失，電場能量釋放轉變?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。充好電的電容兩個極板電壓越高，存儲的電荷越多，存儲的能量越大。

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