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為它直接從交流電力線獲得輸入功率而無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很小的高頻變壓器提供的，它由一個半導(dǎo)體變換電路驅(qū)動，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)是一個例外情況，它的輸入hoost變換器被用來提高功率因數(shù)，這些特殊的系統(tǒng)在此將不予討論。

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

系統(tǒng)設(shè)計的一個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，而要確定充電或濾波電容的值，則需要確定電容電流的實際有效值。然面，這些值依次為充電器內(nèi)阻，負(fù)載和元件實際值的函數(shù)。

對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，但會很冗長繁項。此外，之前的圖形方法假定有一個指數(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：一個恒功率負(fù)載在輸入電壓下降時電流是增大的，這與電阻性負(fù)載是相反的。

為了滿足規(guī)格上的需要，在實際系統(tǒng)測量的基礎(chǔ)上靠經(jīng)驗制作了許多圖表。這將在較初的元件選擇上對設(shè)計者有所幫助。