在看精通开关电源时,发现老外对待知识的态度,基础而研究。再讲开关电源的电感特性时,他从电容的特性入手,以电容的电压特性阐释了电感的电流特性,当电感回路中没有电阻时,电流会一直存在下去,电压为零。感觉对一阶电路 二阶电路的知识需要了解,巩固一下。做了一下总结。
开关电源(2)--电容与电感时间常数
对于电容有公式一,根据公式可以得出公式二,
根据一阶电路的解法,一阶电路包含特接与自由解,解得公式三:
开关电源(2)--电容与电感时间常数
电容的充电速度只于RC有关,RC为充电时间常数,时间常数越大充电时间越长,时间常数为0.3 ,05. 08
开关电源(2)--电容与电感时间常数
电容的电压与电感的电流十分相似,都不能突变
电感在上电瞬间电流变化与电容的电压波形相似,但是电感的时间常数为i=L/R,当R越小时,时间常数越大。原因是在不存在R时,L*di/dt=u。u为电源电压定值,电流的斜率为定值,电流直线上升,斜率为定值;随着R的存在,随着电流变大,R的分压变大,斜率变小,逐渐为零,R越大时间常数越小。
在开关电源中,电源的电阻比较小,mos开关的内阻都比较小,所以电感的电流可以看成直线锯齿波,上升下降,不断循环
L、C元件称为“惯性元件”,即电感中的电流、电容器两端的电压,都有一定的“电惯性”,不能突然变化。充放电时间,不光与L、C的容量有关,还与充/放电电路中的电阻R有关。“1UF电容它的充放电时间是多长?”,不讲电阻,就不能回答。
RC电路的时间常数:τ=RC
充电时,uc=U×[1-e(-t/τ)] U是电源电压,uc为电容两端电压
放电时,uc=Uo×e(-t/τ) Uo是放电前电容上电压
RL电路的时间常数:τ=L/R
LC电路接直流,i=Io[1-e(-t/τ)] Io是最终稳定电流
LC电路的短路,i=Io×e(-t/τ)] Io是短路前L中电流
设V0 为电容上的初始电压值;V1 为电容最终可充到或放到的电压值;Vt 为t时刻电容上的电压值。则:
Vt=V0 +(V1-V0)× [1-e(-t/RC)]
或
t = RC × Ln[(V1 - V0)/(V1 - Vt)]
例如,电压为E的电池通过R向初值为0的电容C充电,V0=0,V1=E,故充到t时刻电容上的电压为:
Vt=E × [1-e(-t/RC)]
再如,初始电压为E的电容C通过R放电 , V0=E,V1=0,故放到t时刻电容上的电压为:
Vt=E × e(-t/RC)
又如,初值为1/3Vcc的电容C通过R充电,充电终值为Vcc,问充到2/3Vcc需要的时间是多少?
V0=Vcc/3,V1=Vcc,Vt=2*Vcc/3,故 t=RC × Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC × Ln2 =0.693RC
注:Ln()是e为底的对数函数