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开关电源的全桥、半桥、推挽,各个优缺点是什么?

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-05-28
在逆变电路中,单端式、推挽式、半桥式、全桥式电路,各有什么优缺点?

1、单端式
主要优点:分反激和正激两种。反激的是在开关导通时先将能量送到电感,开关断开时再将能量送至负载;正激的是在开关导通时就把能量送至负载。
主要缺点:电源侧不连续,谐波含量大,对电源不利。
2、推挽式
主要优点:高频变压器磁芯利用率高(与单端电路相比)、电源电压利用率高(与后面要叙述的半桥电路相比)、输出功率大、两管基极均为低电平,驱动电路简单。
主要缺点:变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高(至少是电源电压的两倍)。
3、半桥式电路
主要优点:具有一定的抗不平衡能力,对电路对称性要求不很严格;适应的功率范围较大,从几十瓦到千瓦都可以;开关管耐压要求较低;电路成本比全桥电路低等。
主要缺点:电源利用率比较低,因此半桥式变压器开关电源不适宜用于工作电压较低的场合。另外,半桥式变压器开关电源中的两个开关器件连接没有公共地,与驱动信号连接比较麻烦。半桥式开关电源会出现半导通区,损耗大。
4、全桥式电路
主要优点:与推挽结构相比,原边绕组减少了一半,开关管耐压降低一半。
主要缺点:使用的开关管数量多,且要求参数一致性好,驱动电路复杂,实现同步比较困难。这种电路结构通常使用在1KW以上超大功率开关电源电路中。

单端式电路的结构特点:
1、单端正激式:通过一只开关器件单向驱动脉冲变压器。正激:脉冲变压器的原/付边相位关系,确保在开关管导通,驱动脉冲变压器原边时,变压器付边同时对负载供电。
2、单端反激式:反激式电路与正激式电路相反,脉冲变压器的原/付边相位关系,确保当开关管导通,驱动脉冲变压器原边时,变压器付边不对负载供电,即原/付边交错通断。
推挽式电路的结构特点:
对称性结构,脉冲变压器原边是两个对称线圈,两只开关管接成对称关系,轮流通断,工作过程类似于线性放大电路中的乙类推挽功率放大器。
全桥式电路结构的特点:
由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。
半桥式电路的结构特点:
类似于全桥式,只是把其中的两只开关管(T3、T4)换成了两只等值大电容C1、C2。这种电路常常被用于各种非稳压输出的DC变换器,如电子荧光灯驱动电路中。

1.单端的,分反激和正激两种吧。反激的是在开关导通时先将能量送到电感,开关断开时再将能量送至负载;正激的是在开关导通时就把能量送至负载。
但都是一次测加的开关元件,缺点很明显:电源侧不连续,谐波含量大,对电源不利。
2推挽的:比单端好些,电源侧连续。但是,中间抽头不好做,提高制作成本。
3半桥和全桥:在输出电压相同的情况下,半桥逆变的每个管子承受的反压是全桥的两倍。增加成本。。

半桥的,变压器磁芯双边磁化,磁芯利用率高;开关管承受电压为电源电压,适合高电压场合使用;利用分压电容很容易解决直流偏磁现象;原边存在电压短路危险。
全桥的,变压器原边只有一个线圈,但是双边磁化,其利用率高,变压器原边的工作电压为输入电源电压,有直流偏磁现象(产生原因是在扰动发生时,线圈正反两方向磁密不等,因而对开关管参数一致性要求更高),原边有电压短路的危险性。
推挽的,优点是变压器线圈双边磁芯,磁芯利用率高,变压器可以做得体积更小,器件承受电压能力高。

推挽变换器
基本电路
特点: 1、变压器磁芯双边磁 化磁芯,磁芯利用率高, 变压器体积可减小; 2、器件承受电压高。
推挽变换器
基本工作原理
1. 有续流二极管时
推挽变换器
2. 无续流二极管时
隔离型拓扑结构
全桥变换器 Full-bridge Converter
全桥变换器
基本电路
特点: 1. 变压器原边一个线圈,但双边磁化,变压器利用率高; 2. 变压器原边工作电压为输入电源电压; 3. 存在直流偏磁问题; 4. 原边存在电压短路的可能性.
全桥变换器
基本工作原理
全桥变换器
偏磁问题
铁心偏磁是由于加在电感或变压器线圈的 正、反两个方向的V - s 面积不等所造成的。 当电感或变压器线圈加以交变电压时, 铁 心内磁链满足的方程

如果u 是对称方波, 磁链是对称锯齿波。 正、负半周磁链的变化量分别为

如果u 的幅度或宽度受到扰动, 造成正、 反两方向V - s 面积不等, 即∆ψ+≠∆ψ- , 磁密的摆动范围就会产生漂移。
全桥变换器
当偏磁严重时, 铁心必将进入深度饱和, 造成磁化电流剧增,可能损坏 功率管。引起正、反两方向V - s 面积不等的具体原因有: ①功率管 开关速度的差异; ②功率管通态压降不同; ③各路信号传输延迟不同。 全桥电路抑制偏磁的方法是在主变压器一次回 路中串入电容器。电容能自动消除正、反两个 方向V - s 面积的差异。举例说, 若VT1 、VT4 的通态压降比VT2 、VT3 的通态压降小, 造成 VT1 、VT4 开通时V - s 面积比VT2 、VT3 开通 时V - s 面积要大,则在电容两端建立起左“ + ” 右“ - ”的电压VC ,使得VT1 、VT4 开通时加在 变压器一次侧的电压为( E - VC - V1、4) , 而VT2 、 VT3 开通时加在变压器一次侧的电压为( E + VC - V2、3) (其中V1、4 、 V2、3为VT1 、VT4 和VT2 、 VT3 的通态压降) , 直到两个方向的V - s 面积相 等, VC 便稳定下来。

半桥变换器 Half-bridge Converter
半桥变换器
基本电路
特点: 1. 变压器磁芯双边磁化磁芯,磁芯利用率高; 2. 开关管承受的电压为电源电压,可在电源电压较高的场合 应用; 3. 分压电容C1和C2有助于消除变压器的直流偏磁; 4. 原边存在电压短路的可能性.


18679614348在逆变电路中,单端式、推挽式、半桥式、全桥式电路,各有什么优缺点?
缪泪鱼答:主要优点:具有一定的抗不平衡能力,对电路对称性要求不很严格;适应的功率范围较大,从几十瓦到千瓦都可以;开关管耐压要求较低;电路成本比全桥电路低等。主要缺点:电源利用率比较低,因此半桥式变压器开关电源不适宜用于工作电压较低的场合。另外,半桥式变压器开关电源中的两个开关器件连接没有公共地...

18679614348开关电源的全桥、半桥、推挽,各个优缺点是什么?
缪泪鱼答:半桥的,变压器磁芯双边磁化,磁芯利用率高;开关管承受电压为电源电压,适合高电压场合使用;利用分压电容很容易解决直流偏磁现象;原边存在电压短路危险。全桥的,变压器原边只有一个线圈,但是双边磁化,其利用率高,变压器原边的工作电压为输入电源电压,有直流偏磁现象(产生原因是在扰动发生时,线圈正反...

18679614348单端、推挽、半桥、全桥各自的优缺点是什么
缪泪鱼答:但都是一次测加的开关元件,缺点很明显:电源侧不连续,谐波含量大,对电源不利。2推挽的:比单端好些,电源侧连续。但是,中间抽头不好做,提高制作成本。3半桥和全桥:在输出电压相同的情况下,半桥逆变的每个管子承受的反压是全桥的两倍。增加成本。。

18679614348什么是开关变压器的全桥式和半桥式?
缪泪鱼答:这种电路结构通常使用在1KW以上超大功率开关电源电路中。半桥式 电路的结构类似于全桥式,只是把其中的两只开关管(T3、T4)换成了两只等值大电容C1、C2。主要优点:具有一定的抗不平衡能力,对电路对称性要求不很严格;适应的功率范围较大,从几十瓦到千瓦都可以;开关管耐压要求较低;电路成本比全桥电...

18679614348在电桥联接的方式中,半桥和全桥各大有什么优缺点
缪泪鱼答:半桥电路的优缺点:半桥整流输出电压的峰峰值只有输入电压的一半,因此在输出功率相同的情况下,半桥整流需要承担两倍于全桥整流的反向电压或者电流,因此半桥整流对二极管的规格有较高的要求。半桥整流不仅需要中心抽头型的变压器,而且变压器的原边线径一般要粗一些。全桥电路的优缺点:全桥整流需要使用4只...

18679614348单臂、半桥全桥的优缺点
缪泪鱼答:半桥单臂接桥:优点是接法简单,应变仪直接显示测点的应变值;缺点是精确度较低,每次只能测一个点的应变。半桥双臂接桥:优点是精确度高,接线灵活,可用于两点之间的应变计算;缺点是接线复杂,应变仪不能直接显示两点之间的应变计算结果。全桥四臂类似单桥双臂,接线更为复杂,可用于多种应变的计算。

18679614348半桥电路与全桥电路的区别
缪泪鱼答:半桥电路是两个三极管或MOS管组成的振荡,全桥电路是四个三极管或MOS管组成的振荡。全桥电路不容易产生泻流,而半桥电路在振荡转换之间容易泻有电流使波形变坏,产生干扰。半桥电路成本底,电路容易形成,全桥电路成本高,电路相对复杂。 半桥电路包括用于驱动各个下部晶体管(T1)和上部晶体管(T2)的低端驱动模块(110)和高端...

18679614348什么是半桥电路,什么是全桥电路?
缪泪鱼答:半桥电路和全桥电路都是用于直流-交流变换的电路。半桥电路使用两个开关管,而全桥电路使用四个开关管。在功率转换方面,全桥电路比半桥电路更有效率,但全桥电路也更为复杂。

18679614348全桥逆变电路与半桥逆变电路相比较,各有什么优缺点?为什么一般都用全桥...
缪泪鱼答:半桥逆变的原理图和半桥整流的是基本一致的,晶闸管(gto或igbt)采用共阴极接法,或者共阳极接法,它逆变产生的电压,是间断但都同正,或同负的,,而整流负载端改逆变直流电源,源输入端外接电网 全桥逆变则在半桥逆变基础上将共阴极接法,和者共阳极接法合并在一起,A B C,每相对称接晶闸管器件 ...

18679614348单管、半桥、全桥、推挽,哪种功率大?哪种功率小?
缪泪鱼答:输出功率 : 全桥 > 半桥(推挽等同于半桥) > 单管


(编辑:吴周秆)
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