《電子技術(shù)應(yīng)用》
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半橋式變壓器開關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn)分析
摘要: 半橋式變壓器開關(guān)電源與推挽式變壓器開關(guān)電源一樣,由于兩個開關(guān)管輪流交替工作,相當(dāng)于兩個開關(guān)電源同時輸出功率,其輸出功率約等于單一開關(guān)電源輸出功率的兩倍。因此,半橋式變壓器開關(guān)電源輸出功率很大,工作效率很高。
Abstract:
Key words :

  半橋式變壓器開關(guān)電源與推挽式變壓器開關(guān)電源一樣,由于兩個開關(guān)管輪流交替工作,相當(dāng)于兩個開關(guān)電源同時輸出功率,其輸出功率約等于單一開關(guān)電源輸出功率的兩倍。因此,半橋式變壓器開關(guān)電源輸出功率很大,工作效率很高,經(jīng)橋式整流或全波整流后,輸出電壓的電壓脈動系數(shù)Sv和電流脈動系數(shù)Si都很小,僅需要很小的濾波電感和電容,其輸出電壓紋波和電流紋波就可以達(dá)到非常小。

  半橋式變壓器開關(guān)電源最大的優(yōu)點(diǎn)是,對兩個開關(guān)器件的耐壓要求比推挽式變壓器開關(guān)電源對兩個開關(guān)器件的耐壓要求可以降低一半。因?yàn)椋霕蚴阶儔浩鏖_關(guān)電源兩個開關(guān)器件的工作電壓只有輸入電源Ui的一半,其最高耐壓等于工作電壓與反電動勢之和,大約是電源電壓的兩倍,這個結(jié)果正好是推挽式變壓器開關(guān)電源兩個開關(guān)器件耐壓的一半。因此,半橋式變壓器開關(guān)電源主要用于輸入電壓比較高的場合,一般電網(wǎng)電壓為交流220伏供電的大功率開關(guān)電源大部分都是用半橋式變壓器開關(guān)電源。

  半橋式開關(guān)電源的變壓器初級線圈只需要一個繞組,這也是它的優(yōu)點(diǎn),這對小功率開關(guān)電源變壓器的線圈繞制多少帶來一些方便。但對于大功率開關(guān)電源變壓器的線圈繞制沒有優(yōu)勢,因?yàn)?,大功率開關(guān)電源變壓器的線圈需要用多股線來繞制。

  半橋式變壓器開關(guān)電源的缺點(diǎn)主要是電源利用率比較低,因此,半橋式變壓器開關(guān)電源不適宜用于工作電壓較低的場合。另外,半橋式變壓器開關(guān)電源中的兩個開關(guān)器件連接沒有公共地,與驅(qū)動信號連接比較麻煩。

  半橋式開關(guān)電源最大的缺點(diǎn)是,當(dāng)兩個控制開關(guān)K1和K2處于交替轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)的時候,兩個開關(guān)器件會同時出現(xiàn)一個很短時間的半導(dǎo)通區(qū)域,即兩個控制開關(guān)同時處于接通狀態(tài)。這是因?yàn)殚_關(guān)器件在開始導(dǎo)通的時候,相當(dāng)于對電容充電,它從截止?fàn)顟B(tài)到完全導(dǎo)通狀態(tài)需要一個過渡過程;而開關(guān)器件從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)的時候,相當(dāng)于對電容放電,它從導(dǎo)通狀態(tài)到完全截止?fàn)顟B(tài)也需要一個過渡過程。

  當(dāng)兩個開關(guān)器件分別處于導(dǎo)通和截止過渡過程時,即兩個開關(guān)器件都處于半導(dǎo)通狀態(tài)時半導(dǎo)通狀態(tài)時,相當(dāng)于兩個控制開關(guān)同時接通,它們會造成對電源電壓產(chǎn)生短路;此時,在兩個控制開關(guān)的串聯(lián)回路中將出現(xiàn)很大的電流,而這個電流并沒有通過變壓器負(fù)載。因此,在兩個控制開關(guān)K1和K2同時處于過渡過程期間,兩個開關(guān)器件將會產(chǎn)生很大的功率損耗。為了降低控制開關(guān)過渡過程產(chǎn)生的損耗,一般在半橋式開關(guān)電源電路中,都有意讓兩個控制開關(guān)的接通和截止時間錯開一小段時間。

  單電容半橋式變壓器開關(guān)電源比雙電容半橋式變壓器開關(guān)電源節(jié)省一個電容器,這是它的優(yōu)點(diǎn)。另外,單電容半橋式變壓器開關(guān)電源剛開始工作的時候,輸出電壓差不多比雙電容半橋式變壓器開關(guān)電源是輸出電壓高一倍,這種特點(diǎn)最適用于作為熒光燈電源,例如,節(jié)能燈或日光燈以及LCD顯示屏的背光燈等。

  熒光燈一般開始點(diǎn)亮的時候需要很高的電壓,大約幾百伏到幾千伏,而點(diǎn)亮以后工作電壓才需要幾十伏到1百多伏,因此,幾乎所有的節(jié)能燈無一不是使用單電容半橋式變壓器開關(guān)電源。

  單電容半橋式變壓器開關(guān)電源也有缺點(diǎn),就是開關(guān)器件的耐壓要求比雙電容半橋式變壓器開關(guān)電源的耐壓高。

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