一个开关电源可以用二种不一样的电源电路实体模型来表明。一种是用工作电压的方式来表明,称之为电压源;一种是用电流量的方式来表明,称之为电流源。
1、电压源
一切一个开关电源,比如发电机组、充电电池或各种各样视频信号,都带有感应电动势e和内电阻
。在剖析与测算电源电路时,通常把他们分离,构成的电源电路实体模型如图所示1.17所显示,此即电压源。图上,u是开关电源直流电压,r是输入电阻,i是负荷电流量。
依据图1所显示的电源电路,可得到
(1)
从而可做出电压源的外特点曲线图,如图2所显示。当电压源引路时,i=0,
;当短路故障时,u=0,
。内电阻
愈小,则平行线愈平。
电压源的外特点曲线图
当
=0时,工作电压u恒等于感应电动势e,是一定值,而在其中的电流量i则是随意的,由输入电阻r及工作电压u自身明确。那样的开关电源称之为理想化电压源或恒压源,其标记及电源电路如图所示3所显示。它的外特点曲线图将是与横坐标平行面的一条平行线,如图2所显示。
理想化电压源是理想化的开关电源。假如一个开关电源的内电阻远低于输入电阻,即
时,则内电阻电流
,因此
,大部分稳定,能够觉得是理想化电压源。一般用的可调稳压电源也可觉得是一个理想化电压源。
2、电流源
开关电源除用感应电动势e和内电阻
的电源电路实体模型来表明外,还能够用另一种电源电路实体模型来表明。
如将式(1)两边除于
,则得
即
(2)
式中,
为开关电源的短路容量;i還是负荷电流量;而
是引出来的另一个电流量。如用电路原理图表明,则如图16所显示。
图16是用电流量来表明的开关电源的电源电路实体模型,此即电流源,两根环路串联,在其中电流量各自为
和
。对输入电阻r讲,和图1是一样的,其上工作电压u和根据的电流量i没有更改。
由式 (2)可做出电流源的外特点曲线图,如图所示1.21所显示。当电流源引路时,i=0,
;当短路故障时,u=0,i=
。内电阻
愈大,则平行线愈陡。
电流源的外特点曲线图
当
(等同于串联环路
断掉)时,电流量i恒等于,是一定值,而其两边的工作电压u则是随意的,由输入电阻r及电流量
自身明确。那样的开关电源称之为理想化电流源或直流电源,其标记及电源电路如图所示6所显示。它的外特点曲线图将是与纵坐标平行面的一条平行线,如图所示5所显示。
理想化电流源也是理想化的开关电源。假如一个开关电源的内电阻远高于输入电阻,即
时,则
,大部分稳定,能够觉得是理想化电流源。
3、电压源与电流源的等效电路转换
电压源的外特点(图2)和电流源的外特点(图5)是同样的。因而,开关电源的二种电源电路实体模型(图1和图16),即电压源和电流源,相互之间是等效电路的,能够等效电路转换。
可是,电压源和电流源的等效电路关联仅仅对外电路来讲的,对于对开关电源內部,则不是等效电路的。比如在图1中,当电压源引路时,i=0,开关电源内电阻
上不耗损输出功率;但在图16中,当电流源引路时,开关电源內部仍有电流量,内电阻
上面有输出功率耗损。当电压源和电流源短路故障时也是那样,二者对外电路是等效电路的
,但开关电源內部的输出功率耗损也不一样,电压源有耗损,而电流源无耗损(
被短路故障,在其中不通过电流量)。
图7 电压源和电流源的等效电路转换
上边所说的开关电源的二种电源电路实体模型,事实上,一种是感应电动势为e的理想化电压源和内电阻
串连的电源电路(图1);一种是电流量为
的理想化电流源和
串联的电源电路(图16)。
一般不限于内电阻
,要是一个感应电动势为e的理想化电压源和某一电阻器r串连的电源电路,都能够化作一个电流量为
的理想化电流源和这一电阻器r串联的电源电路(图7),二者是等效电路的,在其中
或
(3)
在剖析与测算电源电路时,还可以用这类等效电路转换的方式。
可是,理想化电压源和理想化电流源自身中间沒有等效电路的关联。由于对理想化电压源(
=0)讲,其短路容量
为无穷,对理想化电流源(
)讲,其开路电压
为无穷,都不可以获得比较有限的标值,故彼此之间不会有等效电路转换的标准。
今列举表1将电压源和电流源作一对比。
表1电压源和电流源的对比
开关电源情况 电压源电流源理想化电压源理想化电流源引路
u
e
e
i
0
0
0
短路故障
u
0
0
0
i
等效标准
不等效