各種開關電源拓撲優缺點詳盡分析
發布時間:2019-08-05 責任編輯:xueqi
【導讀】如果你對開關電源的各種拓撲了然於胸,就能看清開關電源的本質。以下將為大家分別介紹反激式開關電源、正激式開關電源、推挽式開關電源、半橋式開關電源等的各種優點和缺點。
為了表征各種電壓或電流波形的好壞,一般都是拿電壓或電流的幅值、平均值、有效值、一yi次ci諧xie波bo等deng參can量liang互hu相xiang進jin行xing比bi較jiao。在zai開kai關guan電dian源yuan之zhi中zhong,電dian壓ya或huo電dian流liu的de幅fu值zhi和he平ping均jun值zhi最zui直zhi觀guan,因yin此ci,我wo們men用yong電dian壓ya或huo電dian流liu的de幅fu值zhi與yu其qi平ping均jun值zhi之zhi比bi,稱cheng為wei脈mai動dong係xi數shuS;也有人用電壓或電流的有效值與其平均值之比,稱為波形係數K。
因此,電壓和電流的脈動係數Sv、Si以及波形係數Kv、Ki分別表示為:
“
Sv=Up/Ua——電壓脈動係數
Si =Im/Ia——電流脈動係數
Kv=Ud/Ua——電壓波形係數
Ki=Id/Ia——電流波形係數
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。
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fan激ji式shi開kai關guan電dian源yuan在zai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 等於2,電流脈動係數等於4。反激式開關電源的電壓脈動係數,和正激式開關電源的脈動係數基本相同,但是電流的脈動係數是正激式開關電源的電流脈動係數的 兩liang倍bei。由you此ci可ke知zhi,反fan激ji式shi開kai關guan電dian源yuan的de電dian壓ya和he電dian流liu的de輸shu出chu特te性xing要yao比bi正zheng激ji式shi開kai關guan電dian源yuan的de差cha。特te別bie是shi,反fan激ji式shi開kai關guan電dian源yuan使shi用yong的de時shi候hou,為wei了le防fang止zhi電dian源yuan開kai關guan管guan過guo壓ya擊ji,起qi占zhan空kong比bi一yi般ban都dou小xiao於yu0.5,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 事(shi),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、調寬控製電路輸出的電壓的延時特性在相位保持一致的時候,反激式開關電源輸出電壓可能會產生抖動,這種情況 在電視機的開關電源中最容易出現。
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。
fanjishikaiguandianyuanbianyaqidetiexinyibanxuyaoliuyidingdeqixi,yifangmianshiweilefangzhibianyaqidetiexinyinliuguobianyaqidechujixianquandedianliuguoda,rongyichanshengcibaohe。lingyifangmianshiyinwei 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),一(yi)次(ci),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) dianyuandetijixiao,qiechengbenyeyaodi。ciwai,fanjishikaiguandianyuanshuchudianyashouzhankongbidetiaozhifudu,xiangduiyuzhengjishikaiguandianyuanlaiyaogaohenduo,yinci,fanjishikaiguandianyuanyaoqiutiaokongzhankongbide 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。
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) 出功率不停地變化,但輸出電壓的幅度基本還是不變,這說明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;隻有在控製開關處於關斷期間,功率 shuchucaiquanbuyouchunengdianganhechunengdianrongliangzhetongshitigong,cishishuchudianyasuiranshoufuzaidianliudeyingxiang,danruguochunengdianrongderongliangqudebijiaoda,fuzaidianliuduishuchudianyadeyingxiangyehenxiao。
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,zhengjishibianyaqikaiguan 電dian源yuan的de負fu載zai能neng力li相xiang對dui來lai說shuo比bi較jiao強qiang,輸shu出chu電dian壓ya的de紋wen波bo比bi較jiao小xiao。如ru果guo要yao求qiu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有you較jiao大da的de調tiao整zheng率lv,在zai正zheng常chang負fu載zai的de情qing況kuang下xia,控kong製zhi開kai關guan的de占zhan空kong比bi最zui好hao 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,zhengjishibianyaqi 開關電源輸出電壓受占空比的調製幅度,相對於反激式變壓器開關電源來說要低很多,這個從(1-77)和(1-78)式的對比就很明顯可以看出來。因此,正 激式變壓器開關電源要求調控占空比的誤差信號幅度比較高,誤差信號放大器的增益和動態範圍也比較大。
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。
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) taixiangyingsuduhengao,dianyashuchutexinghenhao。tuiwanshikaiguandianyuanshisuoyoukaiguandianyuanzhongdianyaliyonglvzuigaodekaiguandianyuan。tazaishurudianyahendideqingkuangxia,rengrannengweichihendadeshuchugonglv,suo 以推挽式開關電源被廣泛的應用於低輸入電壓的DC/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。
tuiwanshikaiguandianyuanjingqiaoshizhengliuhuoquanbozhengliuhou,qishuchudianyamaidongxishuhedianliumaidongxishudouhenxiao,yinci,xuyaoyigehenxiaozhidechunenglvbodianronghuochunenglvbodianganjiukeyidedaoyigedianyawenbohedianliuwenbohenxiaodeshuchudianya。yinci,tuiwanshikaiguandianyuanshiyigeshuchudianyatexinghenhaodekaiguandianyuan。
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) 率比單極性磁化極的正激或反激開關電源的變壓器鐵芯的磁導率高很多倍,這樣推挽式開關電源變壓器的初級、次級的線圈的匝數可比單極性磁化極變壓器初級、次 級ji的de線xian圈quan的de匝za數shu少shao一yi倍bei以yi上shang。所suo以yi,推tui挽wan式shi開kai關guan電dian源yuan變bian壓ya器qi的de漏lou感gan以yi及ji銅tong阻zu損sun耗hao都dou比bi單dan極ji性xing磁ci化hua極ji變bian壓ya器qi小xiao很hen多duo,所suo以yi開kai關guan電dian源yuan的de工gong作zuo效xiao率lv跟gen高gao。
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220V交流供電設備中很少使用。另外,直流輸出電壓可調整式推挽開關電源 shuchudianyadetiaozhengfanweibifanjishikaiguandianyuanshuchudianyadetiaozhengfanweixiaohenduo,bingxuyaoyigechunenglvbodiangan,yinci,tuiwanshikaiguandianyuanbuyiyongyuyaoqiufuzaidianyabianhuafanweitaidadechanghe,tebieshifuzaihenqinghuoshijingchangkailudechanghe。
7 推tui挽wan式shi開kai關guan電dian源yuan的de變bian壓ya器qi有you兩liang組zu初chu級ji線xian圈quan,對dui於yu小xiao功gong率lv輸shu出chu的de推tui挽wan式shi開kai關guan電dian源yuan是shi個ge缺que點dian,對dui於yu大da功gong率lv輸shu出chu的de推tui挽wan式shi開kai關guan電dian源yuan是shi個ge優you點dian。因yin為wei大da功gong率lv變bian壓ya器qi的de線xian 圈(quan)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)多(duo)股(gu)線(xian)來(lai)繞(rao)製(zhi)的(de),因(yin)此(ci),推(tui)挽(wan)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)兩(liang)組(zu)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)與(yu)用(yong)多(duo)股(gu)線(xian)繞(rao)製(zhi)根(gen)本(ben)沒(mei)有(you)區(qu)別(bie),並(bing)且(qie)兩(liang)個(ge)線(xian)圈(quan)與(yu)單(dan)個(ge)線(xian)圈(quan)相(xiang)比(bi)可(ke)以(yi)減(jian)低(di)一(yi)半(ban)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)。
8 推tui挽wan式shi轉zhuan換huan器qi可ke以yi看kan作zuo兩liang個ge正zheng激ji式shi轉zhuan換huan器qi的de組zu合he,在zai一yi個ge開kai關guan周zhou期qi內nei,這zhe兩liang的de正zheng激ji式shi轉zhuan換huan器qi交jiao替ti的de工gong作zuo。若ruo兩liang個ge正zheng激ji式shi變bian換huan器qi不bu完wan全quan對dui稱cheng或huo平ping衡heng時shi,就jiu會hui出chu現xian直zhi流liu偏pian磁ci的de現xian象xiang,經jing過guo幾ji個ge周zhou期qi累lei計ji的de偏pian磁ci,會hui使shi磁ci芯xin進jin入ru飽bao和he狀zhuang態tai,並bing導dao致zhi高gao頻pin變bian壓ya器qi的de勵li磁ci電dian流liu過guo大da,甚shen至zhi損sun壞huai開kai關guan管guan。
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。
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) 電源兩個開關器件的工作電壓隻有輸入電源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處於交替轉換工作狀態的時候,兩個開關器件會同時出現一個很短時間的半導通區域,即兩個控製開 關同時處於接通狀態。這是因為開關器件在開始導通的時候,相當於對電容充電,它從截止狀態到完全導通狀態需要一個過渡過程;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。
danglianggekaiguanqijianfenbiechuyudaotonghejiezhiguoduguochengshi,jilianggekaiguanqijiandouchuyubandaotongzhuangtaishibandaotongzhuangtaishi,xiangdangyulianggekongzhikaiguantongshijietong,tamenhuizaochengduidianyuandianyachan 生短路;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) 不多比雙電容半橋式變壓器開關電源是輸出電壓高一倍,這種特點最適用於作為熒光燈電源,例如,節能燈或日光燈以及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。
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 quanqiaoshibianyaqikaiguandianyuanzhuyaoyongyushurudianyabijiaogaodechanghe,zaishurudianyahengaodeqingkuangxia,caiyongquanqiaoshibianyaqikaiguandianyuan,qishuchugonglvyaobituiwanshibianyaqikaiguandianyuandeshuchugonglv 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)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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