離線充電器的整流與電容輸入濾波

如前面所提到的，“離線”充電器之所以得名是因?yàn)樗苯訌慕涣麟娏€獲得輸入功率而無(wú)需使用在線性充電器中所常見的大的50~60Hz低頻隔離變壓器。

在開關(guān)型系統(tǒng)中，從輸入到輸出的電氣隔離是由一個(gè)很小的高頻變壓器提供的，它由一個(gè)半導(dǎo)體變換電路驅(qū)動(dòng)，以此提供某種直流到直流的轉(zhuǎn)換。為了給變換器提供一個(gè)直流輸入，通常的做法是整流50／60Hz的交流供電輸入并使之波形平滑，這要使用半導(dǎo)體電力整流器和大的電解電容。特殊的低失真系統(tǒng)是一個(gè)例外情況，它的輸入hoost變換器被用來(lái)提高功率因數(shù)，這些特殊的系統(tǒng)在此將不予討論。

對(duì)于雙輸入電壓的情形（標(biāo)稱值為交流120／240V），一般的做法是對(duì)高輸入電壓的情況使用全橋整流器，而對(duì)低輸入電壓的情況則使用各種連接電路來(lái)獲得倍壓作用。使用這種方法可為約310V的標(biāo)稱直流輸入設(shè)計(jì)高頻直流直流變換器，使其用于雙輸入電壓。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面是選擇輸入電感的合理值、整流電流的額定值、輸入開關(guān)的額定值、濾波元件的大小和輸入熔斷器額定值，為了正確地確定這些元件的大小，應(yīng)充分了解所加有關(guān)應(yīng)力的全部要求。例如，要正確地確定整流二極管，輸入熔斷器和濾波電容的大小，就需要知道輸入電流的峰值和有效值，而要確定充電或?yàn)V波電容的值，則需要確定電容電流的實(shí)際有效值。然面，這些值依次為充電器內(nèi)阻，負(fù)載和元件實(shí)際值的函數(shù)。

對(duì)輸人整流器和濾波器進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)學(xué)分析是可能的，但會(huì)很冗長(zhǎng)繁項(xiàng)。此外，之前的圖形方法假定有一個(gè)指數(shù)律電容放電的恒定負(fù)載電阻，在充電器應(yīng)用中，加到電容輸入濾波器的負(fù)載就是直流到直流的變換器部分的輸入負(fù)荷。這種負(fù)載在開關(guān)變換器的情況下是恒功率負(fù)載，在線性穩(wěn)壓器的情況下是恒流負(fù)載。因此，除非紋波電壓相當(dāng)?shù)?，否先前的工作是不能直接?yīng)用的。

注意：一個(gè)恒功率負(fù)載在輸入電壓下降時(shí)電流是增大的，這與電阻性負(fù)載是相反的。

為了滿足規(guī)格上的需要，在實(shí)際系統(tǒng)測(cè)量的基礎(chǔ)上靠經(jīng)驗(yàn)制作了許多圖表。這將在最初的元件選擇上對(duì)設(shè)計(jì)者有所幫助。