福利到!對比分析5大開關電源拓撲結構的優缺點
發布時間:2014-10-13 責任編輯:echolady
【導讀】如何判斷電流或者電壓波形的好壞,通常會采用比較平均值、幅值、有效值、一次諧波等參量的方式。其中平均值和幅值的比較最直觀。電壓或電流的幅值與其平均值之比表示為脈動係數S;或者將電壓或電流的有效值與其平均值之比表示為波形係數K。本文列出了開關電源拓撲結構的優缺點,並將其進行對比分析。
首先先列出電壓和電流的脈動係數Sv、Si以及波形係數Kv、Ki的表示:
Sv = Up/Ua —— 電壓脈動係數 (1)
Si = Im/Ia —— 電流脈動係數 (2)
Kv =Ud/Ua —— 電壓波形係數 (3)
Ki = Id/Ia —— 電流波形係數 (4)
上麵4式中,Sv、Si、Kv、Ki分別表示:電壓和電流的脈動係數S,和電壓和電流的波形係數K,在一般可以分清楚的情況下一般都隻寫字母大寫S或 K。脈動係數S和波形係數K都是表征電壓或者電流好壞的指標,S和K的值,顯然是越小越好。S和K的值越小,表示輸出電壓和電流越穩定,電壓和電流的紋波也越小。
推挽式開關電源的優點和缺點
(1)推挽式開關電源輸出電流瞬態響應速度很高,電壓輸出特性很好。推挽式開關電源是所有開關電源中電壓利用率最高的開關電源。
由you於yu推tui挽wan式shi開kai關guan電dian源yuan中zhong的de兩liang個ge控kong製zhi開kai關guan輪lun流liu交jiao替ti工gong作zuo,其qi輸shu出chu電dian壓ya波bo形xing非fei常chang對dui稱cheng,並bing且qie開kai關guan電dian源yuan在zai整zheng個ge周zhou期qi之zhi內nei都dou向xiang負fu載zai提ti供gong功gong率lv的de輸shu出chu,因yin此ci,其qi輸shu出chu電dian流liu瞬shun態tai響xiang應ying速su度du很hen高gao,電dian壓ya輸shu出chu特te性xing很hen好hao。推tui挽wan式shi開kai關guan電dian源yuan是shi所suo有you開kai關guan電dian源yuan中zhong電dian壓ya利li用yong率lv最zui高gao的de開kai關guan電dian源yuan。它ta在zai輸shu入ru電dian壓ya很hen低di的de情qing況kuang下xia,仍reng然ran能neng維wei持chi很hen大da的de輸shu出chu功gong率lv,所suo以yi推tui挽wan式shi開kai關guan電dian源yuan被bei廣guang泛fan的de應ying用yong於yu低di輸shu入ru電dian壓ya的deDC/AC逆變器,活DC/DC轉換器電路中。
(2)推挽式開關電源是一個輸出電壓特性很好的開關電源。
推(tui)挽(wan)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)經(jing)橋(qiao)式(shi)整(zheng)流(liu)或(huo)全(quan)波(bo)整(zheng)流(liu)後(hou),其(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)脈(mai)動(dong)係(xi)數(shu)和(he)電(dian)流(liu)脈(mai)動(dong)係(xi)數(shu)都(dou)很(hen)小(xiao),因(yin)此(ci),需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)很(hen)小(xiao)值(zhi)的(de)儲(chu)能(neng)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)或(huo)儲(chu)能(neng)濾(lv)波(bo)電(dian)感(gan)就(jiu)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)一(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)紋(wen)波(bo)和(he)電(dian)流(liu)紋(wen)波(bo)很(hen)小(xiao)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。因(yin)此(ci),推(tui)挽(wan)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)是(shi)一(yi)個(ge)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)特(te)性(xing)很(hen)好(hao)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。
(3)推挽式開關電源變壓器的漏感以及銅阻損耗都比單極性磁化極變壓器小很多,開關電源的工作效率跟高。
推(tui)挽(wan)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)屬(shu)於(yu)雙(shuang)極(ji)性(xing)磁(ci)化(hua)極(ji),磁(ci)感(gan)應(ying)變(bian)壓(ya)範(fan)圍(wei)是(shi)單(dan)極(ji)性(xing)磁(ci)化(hua)極(ji)的(de)兩(liang)倍(bei)多(duo),並(bing)且(qie)變(bian)壓(ya)器(qi)鐵(tie)芯(xin)不(bu)需(xu)要(yao)氣(qi)隙(xi),因(yin)此(ci),推(tui)挽(wan)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)鐵(tie)芯(xin)的(de)磁(ci)導(dao)率(lv)比(bi)單(dan)極(ji)性(xing)磁(ci)化(hua)極(ji)的(de)正(zheng)激(ji)或(huo)反(fan)激(ji)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)鐵(tie)芯(xin)的(de)磁(ci)導(dao)率(lv)高(gao)很(hen)多(duo)倍(bei),這(zhe)樣(yang)推(tui)挽(wan)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)初(chu)級(ji)、次級的線圈的匝數可比單極性磁化極變壓器初級、cijidexianquandezashushaoyibeiyishang。suoyi,tuiwanshikaiguandianyuanbianyaqidelouganyijitongzusunhaodoubidanjixingcihuajibianyaqixiaohenduo,suoyikaiguandianyuandegongzuoxiaolvgengao。
(4)推挽式開關電源的驅動電路簡單。
推挽式開關電源的兩個開關器件有一個公共接地端,相對於半橋式或全橋式開關電源來說,驅動電路簡單的多。
(5)推挽式開關電源不會像半橋、全橋式開關電源那樣出現兩個控製開關同時串通的可能性。
(6)推挽式開關電源的主要缺點是兩個開關器件需要很高的耐壓值。
推挽式開關電源的主要缺點是兩個開關器件需要很高的耐壓,其耐壓必須大於工作電壓的兩倍。因此,推挽式開關電源在220Vjiaoliugongdianshebeizhonghenshaoshiyong。lingwai,zhiliushuchudianyaketiaozhengshituiwankaiguandianyuanshuchudianyadetiaozhengfanweibifanjishikaiguandianyuanshuchudianyadetiaozhengfanweixiaohenduo,bingxuyaoyigechunenglvbodiangan,yinci,tuiwanshikaiguandianyuanbuyiyongyuyaoqiufuzaidianyabianhuafanweitaidadechanghe,tebieshifuzaihenqinghuoshijingchangkailudechanghe。
(7)tuiwanshikaiguandianyuandebianyaqiyouliangzuchujixianquan,duiyuxiaogonglvshuchudetuiwanshikaiguandianyuanshigequedian,duiyudagonglvshuchudetuiwanshikaiguandianyuanshigeyoudian。yinweidagonglvbianyaqidexianquanyibandoushiduoguxianlairaozhide,yinci,tuiwanshikaiguandianyuandebianyaqideliangzuchujixianquanyuyongduoguxianraozhigenbenmeiyouqubie,bingqielianggexianquanyudangexianquanxiangbikeyijiandiyibandianliumidu。
(8)tuiwanshizhuanhuanqikeyikanzuolianggezhengjishizhuanhuanqidezuhe,zaiyigekaiguanzhouqinei,zheliangdezhengjishizhuanhuanqijiaotidegongzuo。ruolianggezhengjishibianhuanqibuwanquanduichenghuopinghengshi,jiuhuichuxianzhiliupiancidexianxiang,jingguojigezhouqileijidepianci,huishicixinjinrubaohezhuangtai,bingdaozhigaopinbianyaqidelicidianliuguoda,shenzhisunhuaikaiguanguan。
(9)推挽式、半橋式、全橋式轉換器屬於直流-交流-直流轉換器。由於直流-交流轉換器提高了工作頻率,所以,變壓器和輸出濾波器的體積和重量都可以減小。
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反激式開關電源的優點和缺點
(1)反激式開關電源的電壓和電流的輸出特性要比正激式開關電源的差
反激式開關電源在 控kong製zhi開kai關guan接jie通tong期qi間jian不bu向xiang負fu載zai提ti供gong功gong率lv輸shu出chu,僅jin在zai控kong製zhi開kai關guan關guan斷duan期qi間jian才cai把ba存cun儲chu能neng量liang轉zhuan化hua為wei反fan電dian動dong勢shi向xiang負fu載zai提ti供gong輸shu出chu,但dan控kong製zhi開kai關guan的de占zhan空kong比bi為wei 0.5時shi,變bian壓ya器qi次ci級ji線xian圈quan輸shu出chu的de電dian壓ya的de平ping均jun值zhi約yue等deng於yu電dian壓ya最zui大da值zhi的de的de二er分fen之zhi一yi,而er流liu過guo負fu載zai的de電dian流liu正zheng好hao等deng於yu變bian壓ya器qi次ci級ji線xian圈quan最zui大da電dian流liu的de四si分fen之zhi一yi。即ji電dian壓ya脈mai動dong係xi數shu等deng於yu2,電流脈動係數等於4。fanjishikaiguandianyuandedianyamaidongxishu,hezhengjishikaiguandianyuandemaidongxishujibenxiangtong,danshidianliudemaidongxishushizhengjishikaiguandianyuandedianliumaidongxishudeliangbei。youcikezhi,fanjishikaiguandianyuandedianyahedianliudeshuchutexingyaobizhengjishikaiguandianyuandecha。tebieshi,fanjishikaiguandianyuanshiyongdeshihou,weilefangzhidianyuankaiguanguanguoyaji,qizhankongbiyibandouxiaoyu0.5,此時,流過變壓器次級線圈的電流會出現斷續,電壓和電流的脈動係數都會增加,其電壓和電流的輸出特性將會變得更差。
(2)反激式開關電源的瞬態控製特性相對來說比較差
由you於yu反fan激ji式shi開kai關guan電dian源yuan僅jin在zai開kai關guan關guan斷duan期qi間jian才cai向xiang負fu載zai提ti供gong能neng量liang輸shu出chu,當dang負fu載zai電dian流liu出chu現xian變bian化hua時shi,開kai關guan電dian源yuan不bu能neng立li即ji對dui輸shu出chu電dian壓ya或huo電dian流liu產chan生sheng反fan應ying,而er需xu要yao等deng到dao下xia一yi個ge周zhou期qi,通tong過guo輸shu出chu電dian壓ya取qu樣yang和he調tiao寬kuan控kong製zhi電dian路lu的de作zuo用yong,開kai關guan電dian源yuan才cai開kai始shi對dui已yi經jing過guo去qu了le的de事shi情qing進jin行xing反fan應ying,即ji改gai變bian占zhan空kong比bi,因yin此ci,反fan激ji式shi開kai關guan電dian源yuan的de瞬shun態tai控kong製zhi特te性xing相xiang對dui來lai說shuo比bi較jiao 差。有時,當負載電流變化的頻率和相位與取樣、調(tiao)寬(kuan)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)壓(ya)的(de)延(yan)時(shi)特(te)性(xing)在(zai)相(xiang)位(wei)保(bao)持(chi)一(yi)致(zhi)的(de)時(shi)候(hou),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)可(ke)能(neng)會(hui)產(chan)生(sheng)抖(dou)動(dong),這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)在(zai)電(dian)視(shi)機(ji)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)最(zui)容(rong)易(yi)出(chu)現(xian)。
(3)反激式開關電源變壓器初級和次級線圈的漏感都比較大,開關電源變壓器的工作效率低。
反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)鐵(tie)芯(xin)一(yi)般(ban)需(xu)要(yao)留(liu)一(yi)定(ding)的(de)氣(qi)隙(xi),一(yi)方(fang)麵(mian)是(shi)為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)鐵(tie)芯(xin)因(yin)流(liu)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)的(de)電(dian)流(liu)過(guo)大(da),容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)磁(ci)飽(bao)和(he)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)是(shi)因(yin)為(wei)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)小(xiao),需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)調(tiao)整(zheng)電(dian)壓(ya)器(qi)的(de)氣(qi)隙(xi)和(he)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)的(de)匝(za)數(shu),來(lai)調(tiao)整(zheng)變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)的(de)電(dian)感(gan)量(liang)的(de)大(da)小(xiao)。因(yin)此(ci),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)和(he)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)的(de)漏(lou)感(gan)都(dou)比(bi)較(jiao)大(da),從(cong)而(er)會(hui)降(jiang)低(di)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv),並(bing)且(qie)漏(lou)感(gan)還(hai)會(hui)產(chan)生(sheng)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi),容(rong)易(yi)把(ba)開(kai)關(guan)管(guan)擊(ji)穿(chuan)。
(4)fanjishikaiguandianyuandeyoudianshidianlubijiaojiandan,tijibijiaoxiao,fanjishikaiguandianyuanshuchudianyashouzhankongbidetiaozhifudu,xiangduiyuzhengjishikaiguandianyuanlaiyaogaohenduo。
反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)優(you)點(dian)是(shi)電(dian)路(lu)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan),比(bi)正(zheng)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)少(shao)用(yong)了(le)一(yi)個(ge)大(da)的(de)儲(chu)能(neng)濾(lv)波(bo)電(dian)感(gan),以(yi)及(ji)一(yi)個(ge)續(xu)流(liu)二(er)極(ji)管(guan),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)體(ti)積(ji)要(yao)比(bi)正(zheng)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)體(ti)積(ji)小(xiao),且(qie)成(cheng)本(ben)也(ye)要(yao)低(di)。此(ci)外(wai),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)受(shou)占(zhan)空(kong)比(bi)的(de)調(tiao)製(zhi)幅(fu)度(du),相(xiang)對(dui)於(yu)正(zheng)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)來(lai)要(yao)高(gao)很(hen)多(duo),因(yin)此(ci),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)要(yao)求(qiu)調(tiao)控(kong)占(zhan)空(kong)比(bi)的(de)誤(wu)差(cha)信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)要(yao)比(bi)較(jiao)低(di),誤(wu)差(cha)信(xin)號(hao)放(fang)大(da)器(qi)的(de)增(zeng)益(yi)和(he)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)也(ye)要(yao)較(jiao)小(xiao)。由(you)於(yu)這(zhe)些(xie)優(you)點(dian),目(mu)前(qian),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)在(zai)家(jia)電(dian)領(ling)域(yu)中(zhong)還(hai)是(shi)被(bei)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。
(5)反激式開關電源多用於功率較小的場合或是多路輸出的場合。
(6)反激式開關電源不需要加磁複位繞組。
在反激式開關電源中,在開關管關斷的時候,反激式變換器的變壓器儲能向負載釋放,磁芯自然複位,不需要加磁複位措施。
(7)在反激式開關電源中,電壓器既具有儲能的功能,有具有變壓和隔離的功能。
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(2)全橋式開關電源的優點是開關管的耐壓值特別的低。
(3)全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)場(chang)合(he),在(zai)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)很(hen)高(gao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),采(cai)用(yong)全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan),其(qi)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)要(yao)比(bi)推(tui)挽(wan)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv) 大很多。因此,一般電網電壓為交流220伏供電的大功率開關電源大部分都是使用全橋式變壓器開關電源。而在輸入電壓較低的情況下,推挽式變壓器開關電源的 輸出功率又要比全橋式變壓器開關電源的輸出功率大很多。
(4)全橋式變壓器開關電源的電源利用率比推挽式變壓器開關電源的電源利用率低一些,因為2組開關器件互相串聯,兩個開關器件接通時總的電壓降要比單個開關器件接通時的電壓降大一倍;但比半橋式變壓器開關電源的電源利用率高很多。因此,全橋式變壓器開關電源也可以用於工作電源電壓比較低的場合。
(5)與(yu)半(ban)橋(qiao)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)一(yi)樣(yang),全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)隻(zhi)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)繞(rao)組(zu),這(zhe)也(ye)是(shi)它(ta)的(de)優(you)點(dian),這(zhe)對(dui)小(xiao)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)多(duo)少(shao)帶(dai)來(lai)一(yi)些(xie)方(fang)便(bian)。但(dan)對(dui)於(yu)大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)沒(mei)有(you)優(you)勢(shi),因(yin)為(wei),大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)需(xu)要(yao)用(yong)多(duo)股(gu)線(xian)來(lai)繞(rao)。
(6)全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)缺(que)點(dian)主(zhu)要(yao)是(shi)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)比(bi)較(jiao)大(da),因(yin)此(ci),全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)不(bu)適(shi)宜(yi)用(yong)於(yu)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)較(jiao)低(di)的(de)場(chang)合(he),否(fou)則(ze)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)會(hui)很(hen)低(di)。另(ling)外(wai),全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)4個開關器件連接沒有公共地,與驅動信號連接比較麻煩。
(7)全橋式開關電源的缺點是會出現半導通區,損耗大。
(2)半橋式開關電源的開關管的耐壓值比較低。
(3)半(ban)橋(qiao)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)隻(zhi)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)繞(rao)組(zu),這(zhe)也(ye)是(shi)它(ta)的(de)優(you)點(dian),這(zhe)對(dui)小(xiao)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)多(duo)少(shao)帶(dai)來(lai)一(yi)些(xie)方(fang)便(bian)。但(dan)對(dui)於(yu)大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)沒(mei)有(you)優(you)勢(shi),因(yin)為(wei),大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)需(xu)要(yao)用(yong)多(duo)股(gu)線(xian)來(lai)繞(rao)製(zhi)。
(4) 半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)缺(que)點(dian)主(zhu)要(yao)是(shi)電(dian)源(yuan)利(li)用(yong)率(lv)比(bi)較(jiao)低(di),因(yin)此(ci),半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)不(bu)適(shi)宜(yi)用(yong)於(yu)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)較(jiao)低(di)的(de)場(chang)合(he)。另(ling)外(wai),半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)連(lian)接(jie)沒(mei)有(you)公(gong)共(gong)地(di),與(yu)驅(qu)動(dong)信(xin)號(hao)連(lian)接(jie)比(bi)較(jiao)麻(ma)煩(fan)。
(5)半橋式開關電源的缺點是會出現半導通區,損耗大。
(6)單dan電dian容rong半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan比bi雙shuang電dian容rong半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan節jie省sheng一yi個ge電dian容rong器qi,這zhe是shi它ta的de優you點dian。另ling外wai,單dan電dian容rong半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan剛gang開kai始shi工gong作zuo的de時shi候hou,輸shu出chu電dian壓ya差cha不bu多duo比bi雙shuang電dian容rong半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan是shi輸shu出chu電dian壓ya高gao一yi倍bei,這zhe種zhong特te點dian最zui適shi用yong於yu作zuo為wei熒ying光guang燈deng電dian源yuan,例li如ru,節jie能neng燈deng或huo日ri光guang燈deng以yi及jiLCD顯示屏的背光燈等。
(7)單電容半橋式變壓器開關電源也有缺點,就是開關器件的耐壓要求比雙電容半橋式變壓器開關電源的耐壓高。
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全橋式開關電源的優點和缺點
(1)全橋式變壓器開關電源輸出功率很大,工作效率很高。
全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan與yu推tui挽wan式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan一yi樣yang,由you於yu兩liang組zu開kai關guan器qi件jian輪lun流liu交jiao替ti工gong作zuo,相xiang當dang於yu兩liang個ge開kai關guan電dian源yuan同tong時shi輸shu出chu功gong率lv,其qi輸shu出chu功gong率lv約yue等deng於yu單dan一yi開kai關guan電dian源yuan輸shu 出功率的兩倍。因此,全橋式變壓器開關電源輸出功率很大,工作效率很高,經橋式整流或全波整流後,其輸出電壓的電壓脈動係數Sv和電流脈動係數Si都很小,僅需要一個很小值的儲能濾波電容或儲能濾波電感,就可以得到一個電壓紋波和電流紋波都很小的輸出電壓。
(2)全橋式開關電源的優點是開關管的耐壓值特別的低。
全橋式變壓器開關電源最大的優點是,對4個開關器件的耐壓要求比推挽式變壓器開關電源對兩個開關器件的耐壓要求可以降低一半。因為,全橋式變壓器開關電源4個開關器件分成兩組,工作時2個開關器件互相串聯,關斷時,每個開關器件所承受的電壓,隻有單個開關器件所承受電壓的一半。其最高耐壓等於工作電壓 與反電動勢之和的一半,這個結果正好是推挽式變壓器開關電源兩個開關器件耐壓的一半。
(3)全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)場(chang)合(he),在(zai)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)很(hen)高(gao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),采(cai)用(yong)全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan),其(qi)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)要(yao)比(bi)推(tui)挽(wan)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv) 大很多。因此,一般電網電壓為交流220伏供電的大功率開關電源大部分都是使用全橋式變壓器開關電源。而在輸入電壓較低的情況下,推挽式變壓器開關電源的 輸出功率又要比全橋式變壓器開關電源的輸出功率大很多。
(4)全橋式變壓器開關電源的電源利用率比推挽式變壓器開關電源的電源利用率低一些,因為2組開關器件互相串聯,兩個開關器件接通時總的電壓降要比單個開關器件接通時的電壓降大一倍;但比半橋式變壓器開關電源的電源利用率高很多。因此,全橋式變壓器開關電源也可以用於工作電源電壓比較低的場合。
(5)與(yu)半(ban)橋(qiao)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)一(yi)樣(yang),全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)隻(zhi)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)繞(rao)組(zu),這(zhe)也(ye)是(shi)它(ta)的(de)優(you)點(dian),這(zhe)對(dui)小(xiao)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)多(duo)少(shao)帶(dai)來(lai)一(yi)些(xie)方(fang)便(bian)。但(dan)對(dui)於(yu)大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)沒(mei)有(you)優(you)勢(shi),因(yin)為(wei),大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)需(xu)要(yao)用(yong)多(duo)股(gu)線(xian)來(lai)繞(rao)。
(6)全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)缺(que)點(dian)主(zhu)要(yao)是(shi)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)比(bi)較(jiao)大(da),因(yin)此(ci),全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)不(bu)適(shi)宜(yi)用(yong)於(yu)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)較(jiao)低(di)的(de)場(chang)合(he),否(fou)則(ze)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)會(hui)很(hen)低(di)。另(ling)外(wai),全(quan)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)4個開關器件連接沒有公共地,與驅動信號連接比較麻煩。
(7)全橋式開關電源的缺點是會出現半導通區,損耗大。
全橋式開關電源最大的缺點是,當兩組控製開關K1、K4和K2、K3處於交替轉換工作狀態的時候,4個開關器件會同時出現一個很短時間的半導通區域, 即ji兩liang組zu控kong製zhi開kai關guan同tong時shi處chu於yu接jie通tong狀zhuang態tai。這zhe是shi因yin為wei開kai關guan器qi件jian在zai開kai始shi導dao通tong的de時shi候hou,相xiang當dang於yu對dui電dian容rong充chong電dian,它ta從cong截jie止zhi狀zhuang態tai到dao完wan全quan導dao通tong狀zhuang態tai需xu要yao一yi個ge過guo渡du過guo程cheng;而開關器件從導通狀態轉換到截止狀態的時候,相當於對電容放電,它從導通狀態到完全截止狀態也需要一個過渡過程。
當dang兩liang組zu開kai關guan器qi件jian分fen別bie處chu於yu導dao通tong和he截jie止zhi過guo渡du過guo程cheng時shi,即ji兩liang組zu開kai關guan器qi件jian都dou處chu於yu半ban導dao通tong狀zhuang態tai時shi,相xiang當dang於yu兩liang組zu控kong製zhi開kai關guan同tong時shi接jie通tong,它ta們men會hui造zao成cheng對dui電dian源yuan電dian壓ya產chan生sheng短duan路lu;此時,在4個控製開關的串聯回路中將出現很大的電流,而這個電流並沒有通過變壓器負載。因此,在4個控製開關K1、K4和K2、K3同時處於過渡過程期間,4gekaiguanqijianjianghuichanshenghendadegonglvsunhao。weilejiangdikongzhikaiguanguoduguochengchanshengdesunhao,yibanzaiquanqiaoshikaiguandianyuandianluzhong,douyouyirangliangzukongzhikaiguandejietonghejiezhishijiancuokaiyixiaoduanshijian。
雙端隔離式PWM DC/DC轉換器,在一個開關周期內,功率從隔離變壓器的初級繞組的一端和另一端交替的輸入,故稱雙端。雙端隔離式PWM DC/DC轉換器的磁芯在B-H平麵坐標係的第一和第三象限運行,故磁芯可以得到充分的利用。
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(2)正激式變壓器開關電源負載能力相對來說比較強
(3)正激式變壓器開關電源的電壓和電流輸出特性要比反激式變壓器開關電源好很多
(4)正激式開關電源比反激式變壓器開關電源多用一個大儲能濾波電感,以及一個續流二極管。
(5)正激式開關電源的體積比較大。
(6)正激式開關電源的變壓器初級線圈產生的反電動勢電壓要比反激式變壓器開關電源產生的反電動勢電壓高。
(7)雙管正激式轉換器可以應用於較高電壓輸入,較大功率輸出的場合。
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正激式開關電源的優點和缺點
(1)正激式變壓器開關電源輸出電壓的瞬態控製特性相對來說比較好
正zheng激ji式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan正zheng好hao是shi在zai變bian壓ya器qi的de初chu級ji線xian圈quan被bei直zhi流liu電dian壓ya激ji勵li時shi,變bian壓ya器qi的de次ci級ji線xian圈quan向xiang負fu載zai提ti供gong功gong率lv輸shu出chu,並bing且qie輸shu出chu電dian壓ya的de幅fu度du是shi基ji本ben穩wen定ding的de,此ci時shi盡jin管guan輸shu 出chu功gong率lv不bu停ting地di變bian化hua,但dan輸shu出chu電dian壓ya的de幅fu度du基ji本ben還hai是shi不bu變bian,這zhe說shuo明ming正zheng激ji式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan輸shu出chu電dian壓ya的de瞬shun態tai控kong製zhi特te性xing相xiang對dui來lai說shuo比bi較jiao好hao,隻zhi有you在zai控kong製zhi開kai關guan處chu於yu關guan斷duan期qi間jian,功gong率lv輸shu出chu才cai全quan部bu由you儲chu能neng電dian感gan和he儲chu能neng電dian容rong兩liang者zhe同tong時shi提ti供gong,此ci時shi輸shu出chu電dian壓ya雖sui然ran受shou負fu載zai電dian流liu的de影ying響xiang,但dan如ru果guo儲chu能neng電dian容rong的de容rong量liang取qu得de比bi較jiao大da,負fu載zai電dian流liu對dui輸shu出chu電dian壓ya的de影ying響xiang也ye很hen小xiao。
(2)正激式變壓器開關電源負載能力相對來說比較強
youyuzhengjishibianyaqikaiguandianyuanyibandoushixuanqubianyaqishuchudianyadeyizhoupingjunzhi,chunengdianganzaikongzhikaiguanjietongheguanduanqijiandouxiangfuzaitigongdianliushuchu,yinci,zhengjishibianyaqikaiguandianyuandefuzainenglixiangduilaishuobijiaoqiang,shuchudianyadewenbobijiaoxiao。ruguoyaoqiuzhengjishibianyaqikaiguandianyuanshuchudianyayoujiaodadetiaozhenglv,zaizhengchangfuzaideqingkuangxia,kongzhikaiguandezhankongbizuihao 選取在0.5左右,或稍大於0.5,此時流過儲能濾波電感的電流才是連續電流。當流過儲能濾波電感的電流為連續電流時,負載能力相對來說比較強。
(3)正激式變壓器開關電源的電壓和電流輸出特性要比反激式變壓器開關電源好很多
當控製開關的占空比為0.5時,正激式變壓器開關電源輸出電壓uo的幅值正好等於電壓平均值Ua的兩倍,流過濾波儲能電感電流的最大值Im也正好是平均電流 Io(輸出電流)的兩倍,因此,正激式變壓器開關電源的電壓和電流的脈動係數S都約等於2,而與反激式變壓器開關電源的電壓和電流的脈動係數S相比,差不多小一倍,說明正激式變壓器開關電源的電壓和電流輸出特性要比反激式變壓器開關電源好很多。
(4)正激式開關電源比反激式變壓器開關電源多用一個大儲能濾波電感,以及一個續流二極管。
zhengjishibianyaqikaiguandianyuandequedianyeshifeichangmingxiande。qizhongyigeshidianlubifanjishibianyaqikaiguandianyuanduoyongyigedachunenglvbodiangan,yijiyigexuliuerjiguan。ciwai,zhengjishibianyaqikaiguandianyuanshuchudianyashouzhankongbidetiaozhifudu,xiangduiyufanjishibianyaqikaiguandianyuanlaishuoyaodihenduo,zhegecong(1-77)和(1-78)式(shi)的(de)對(dui)比(bi)就(jiu)很(hen)明(ming)顯(xian)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)來(lai)。因(yin)此(ci),正(zheng)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)要(yao)求(qiu)調(tiao)控(kong)占(zhan)空(kong)比(bi)的(de)誤(wu)差(cha)信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)比(bi)較(jiao)高(gao),誤(wu)差(cha)信(xin)號(hao)放(fang)大(da)器(qi)的(de)增(zeng)益(yi)和(he)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)也(ye)比(bi)較(jiao)大(da)。
(5)正激式開關電源的體積比較大。
正激式變壓器開關電源為了減少變壓器的勵磁電流,提高工作效率,變壓器的伏秒容量一般都取得比較大(伏秒容量等於輸入脈衝電壓幅度與脈衝寬度的乘積, 這裏用US來表示),並bing且qie為wei了le防fang止zhi變bian壓ya器qi初chu級ji線xian圈quan產chan生sheng的de反fan電dian動dong勢shi把ba開kai關guan管guan擊ji穿chuan,正zheng激ji式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de變bian壓ya器qi要yao比bi反fan激ji式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de變bian壓ya器qi多duo一yi個ge反fan電dian 動勢吸收繞組,因此,正激式變壓器開關電源的變壓器的體積要比反激式變壓器開關電源的變壓器的體積大。
(6)正激式開關電源的變壓器初級線圈產生的反電動勢電壓要比反激式變壓器開關電源產生的反電動勢電壓高。
正(zheng)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)還(hai)有(you)一(yi)個(ge)更(geng)大(da)的(de)缺(que)點(dian)是(shi)在(zai)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)關(guan)斷(duan)時(shi),變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)產(chan)生(sheng)的(de)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi)電(dian)壓(ya)要(yao)比(bi)反(fan)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)的(de)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi)電(dian)壓(ya)高(gao)。因(yin)為(wei) 一般正激式變壓器開關電源工作時,控製開關的占空比都取在0.5左右,而反激式變壓器開關電源控製開關的占空比都取得比較小。
(7)雙管正激式轉換器可以應用於較高電壓輸入,較大功率輸出的場合。
半橋式開關電源的優點和缺點
(1)半橋式變壓器開關電源輸出功率很大,工作效率很高
banqiaoshibianyaqikaiguandianyuanyutuiwanshibianyaqikaiguandianyuanyiyang,youyulianggekaiguanguanlunliujiaotigongzuo,xiangdangyulianggekaiguandianyuantongshishuchugonglv,qishuchugonglvyuedengyudanyikaiguandianyuanshuchu 功率的兩倍。因此,半橋式變壓器開關電源輸出功率很大,工作效率很高,經橋式整流或全波整流後,輸出電壓的電壓脈動係數Sv和電流脈動係數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到非常小。
(2)半橋式開關電源的開關管的耐壓值比較低。
半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)最(zui)大(da)的(de)優(you)點(dian)是(shi),對(dui)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)的(de)耐(nai)壓(ya)要(yao)求(qiu)比(bi)推(tui)挽(wan)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)對(dui)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)的(de)耐(nai)壓(ya)要(yao)求(qiu)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)一(yi)半(ban)。因(yin)為(wei),半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)隻(zhi)有(you)輸(shu)入(ru)電(dian)源(yuan)Ui的一半,其最高耐壓等於工作電壓與反電動勢之和,大約是電源電壓的兩倍,這個結果正好是推挽式變壓器開關電源 兩個開關器件耐壓的一半。因此,半橋式變壓器開關電源主要用於輸入電壓比較高的場合,一般電網電壓為交流220伏供電的大功率開關電源大部分都是用半橋式變壓器開關電源。
(3)半(ban)橋(qiao)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)隻(zhi)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)繞(rao)組(zu),這(zhe)也(ye)是(shi)它(ta)的(de)優(you)點(dian),這(zhe)對(dui)小(xiao)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)多(duo)少(shao)帶(dai)來(lai)一(yi)些(xie)方(fang)便(bian)。但(dan)對(dui)於(yu)大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)沒(mei)有(you)優(you)勢(shi),因(yin)為(wei),大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)需(xu)要(yao)用(yong)多(duo)股(gu)線(xian)來(lai)繞(rao)製(zhi)。
(4) 半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)缺(que)點(dian)主(zhu)要(yao)是(shi)電(dian)源(yuan)利(li)用(yong)率(lv)比(bi)較(jiao)低(di),因(yin)此(ci),半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)不(bu)適(shi)宜(yi)用(yong)於(yu)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)較(jiao)低(di)的(de)場(chang)合(he)。另(ling)外(wai),半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)連(lian)接(jie)沒(mei)有(you)公(gong)共(gong)地(di),與(yu)驅(qu)動(dong)信(xin)號(hao)連(lian)接(jie)比(bi)較(jiao)麻(ma)煩(fan)。
(5)半橋式開關電源的缺點是會出現半導通區,損耗大。
半橋式開關電源最大的缺點是,當兩個控製開關K1和K2處chu於yu交jiao替ti轉zhuan換huan工gong作zuo狀zhuang態tai的de時shi候hou,兩liang個ge開kai關guan器qi件jian會hui同tong時shi出chu現xian一yi個ge很hen短duan時shi間jian的de半ban導dao通tong區qu域yu,即ji兩liang個ge控kong製zhi開kai關guan同tong時shi處chu於yu接jie通tong狀zhuang態tai。這zhe是shi因yin為wei開kai關guan器qi件jian在zai開kai始shi導dao通tong的de時shi候hou,相xiang當dang於yu對dui電dian容rong充chong電dian,它ta從cong截jie止zhi狀zhuang態tai到dao完wan全quan導dao通tong狀zhuang態tai需xu要yao一yi個ge過guo渡du過guo程cheng;而開關器件從導通狀態轉換到截止狀態的時候,相當於對電容放電,它從導通狀態到完全截止狀態也需要一個過渡過程。
當(dang)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)分(fen)別(bie)處(chu)於(yu)導(dao)通(tong)和(he)截(jie)止(zhi)過(guo)渡(du)過(guo)程(cheng)時(shi),即(ji)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)都(dou)處(chu)於(yu)半(ban)導(dao)通(tong)狀(zhuang)態(tai)時(shi)半(ban)導(dao)通(tong)狀(zhuang)態(tai)時(shi),相(xiang)當(dang)於(yu)兩(liang)個(ge)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)同(tong)時(shi)接(jie)通(tong),它(ta)們(men)會(hui)造(zao)成(cheng)對(dui)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)產(chan)生(sheng)短(duan)路(lu);此時,在兩個控製開關的串聯回路中將出現很大的電流,而這個電流並沒有通過變壓器負載。因此,在兩個控製開關K1和K2tongshichuyuguoduguochengqijian,lianggekaiguanqijianjianghuichanshenghendadegonglvsunhao。weilejiangdikongzhikaiguanguoduguochengchanshengdesunhao,yibanzaibanqiaoshikaiguandianyuandianluzhong,douyouyiranglianggekongzhikaiguandejietonghejiezhishijiancuokaiyixiaoduanshijian。
(6)單dan電dian容rong半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan比bi雙shuang電dian容rong半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan節jie省sheng一yi個ge電dian容rong器qi,這zhe是shi它ta的de優you點dian。另ling外wai,單dan電dian容rong半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan剛gang開kai始shi工gong作zuo的de時shi候hou,輸shu出chu電dian壓ya差cha不bu多duo比bi雙shuang電dian容rong半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan是shi輸shu出chu電dian壓ya高gao一yi倍bei,這zhe種zhong特te點dian最zui適shi用yong於yu作zuo為wei熒ying光guang燈deng電dian源yuan,例li如ru,節jie能neng燈deng或huo日ri光guang燈deng以yi及jiLCD顯示屏的背光燈等。
熒光燈一般開始點亮的時候需要很高的電壓,大約幾百伏到幾千伏,而點亮以後工作電壓才需要幾十伏到1百多伏,因此,幾乎所有的節能燈無一不是使用單電容半橋式變壓器開關電源。
(7)單電容半橋式變壓器開關電源也有缺點,就是開關器件的耐壓要求比雙電容半橋式變壓器開關電源的耐壓高。
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