原创 储能电路

或 许你会认为磁储能在电源上司空见惯算不上新概念，其实我们在电源中使用的磁储能并不是真正的磁储能或者说不是完整的磁储能。一个完整的储能过程应该包括三 部分：充入能量、保持能量、释放能量，而我们现在的

电源电路只用到了其中两个过程充能和释放能中间的保持能量这一过程是没有的，电源控制上就反映了这一点 只有Ton（充能）、Toff(释放能)这两个过程。

电 容是真正意义上的储能元件它包含了储能的全部三个部分，除了可充可放，断开电容回路电容上的能量能保持很长一段时间，电感和电容是两个相对的互补的元件许 多特性是相反的如：电容等效电压源、电感等效电流源

，电容怕短不怕断，电感怕断不怕短，既然电容是利用断路来保持能量那么电感就可以利用短路来保持能量， 在我们传统的观念里出现短路是很可怕的，但对于电感（电流源）短路回路中没有耗能元件是可以用来保存能量的

如超导储能就是利用一个大短路环来存储电磁能。

实现电感储能非常容易只要在电感元件旁并联一个开关管即可，以反激电路为例这个开关可以放在输出侧可以放在输入侧也可以在变压器上专门设计安装一个短路用线圈。

下图1 为短路开关放在输入侧，在论坛的另一篇“一种解决反激漏感问题的电路”中提到这种电路需要多加一个开关管刚好这个开关管可以兼做短路开关用

图1 带短路环功能可消除漏感影响的反激电路

这种电路在一个周期内分三个时间段分别为Ton、Toff、Tkp见图2。

这种磁储能电路的工作过程：

首先Ton时间段 这个过程短路开关（k2）处于关闭状态电感电流增大电感充能，这个时间

段不受Toff影响可以自由控制电感储能量自由控制输入电流波形

（可实现PFC）。

其次Toff时间段 这个过程电感向负载释放能量当负载上的电压达到设定值了Toff段结束

停止向负载输出能量，此过程也不受Ton影响。

最后Tkp时间段 这个过程短路开关打开电感中的能量以磁能的形式保存在磁芯中

（有磁就有电有电才有磁，短路环中的电流反映了存储磁能的多少）

图2 带短路环的断续模式和断续模式的电流波形

从 电感电流上看电感上始终有电流流过为连续模式，从控制方式上看三段控制类似于断续模式，那么这种电路同时具有连续与断续模式特性并兼备这两种电路的优点： 峰值电流小、磁芯摆动小、输出纹波小、动态特性好。

动态特性包括空载到满载和满载到空载这两个过程，对于普通的大功率的连续模式下的反激电路，空载到满载 只是电压升的慢一点但满载到空载就有问题了，因为这种电路只有Ton和Toff两个过程电感中存储的巨大能量需要

找地方释放，如果电路中不能吸收这部分能量就会造成元件损坏。而加了短路环的电路可以让这部分能量存储在短路环中而不会对电路造成任何影响，前面提到Ton时刻可以自由控制电感中存储的能量如果存储的能量大于等于

最大输出功率那么无论何种情况的负载变化都不会影响到输出电压。

从另一个角度来分析，这种三段式控制方式跟断续模式的控制方式一样，而工作于断续模式的电源动态特性好Ton和Toff是独立的而连续模式Ton和Toff是相互联系的改变一个影响另一个。所以断续模式下的电路是非常适合做

PFC电路的，下图为用这种电路实现的单极PFC的输入输出波形，对低成本方案输入前级的LC滤波可省去，这种电路其实也属于二级PFC只不过储能元件由电容变成的电感电路更简洁一些。

这种电路的最大缺点是Tkp时间段短路环的导通损耗，在设计的时候可以将最大功率设计为Tkp很小或者Tkp=0处。

图3 用带短路环实现的“单级”PFC的输入输出电流电压

上面的单极PFC电路跟解决漏感问题所使用的电路参数一样但却可以是两种完全是不同的电路，所以说同样的电路结构，参数不同电路不同，同样的电路参数，控制不同电路也不同。