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全橋式變壓器開關(guān)電源的優(yōu)缺點

鉅大LARGE  |  點擊量:1330次  |  2020年05月19日  

1-8-3-5.全橋式變壓器開關(guān)電源的優(yōu)缺點


全橋式變壓器開關(guān)電源與推挽式變壓器開關(guān)電源相同,由于兩組開關(guān)器件輪流交替工作,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,全橋式變壓器開關(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,其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。


全橋式變壓器開關(guān)電源最大的優(yōu)點是,對4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。因為,全橋式變壓器開關(guān)電源4個開關(guān)器件分成兩組,工作時2個開關(guān)器件互相串聯(lián),關(guān)斷時,每個開關(guān)器件所承受的電壓,只有單個開關(guān)器件所承受電壓的一半。其最高耐壓等于工作電壓與反電動勢之和的一半,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。


全橋式變壓器開關(guān)電源重要用于輸入電壓比較高的場合,在輸入電壓很高的情況下,采用全橋式變壓器開關(guān)電源,其輸出功率要比推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出功率大很多。因此,一般電網(wǎng)電壓為交流220伏供電的大功率開關(guān)電源大部分都是使用全橋式變壓器開關(guān)電源。而在輸入電壓較低的情況下,推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出功率又要比全橋式變壓器開關(guān)電源的輸出功率大很多。


全橋式變壓器開關(guān)電源的電源利用率比推挽式變壓器開關(guān)電源的電源利用率低一些,因為2組開關(guān)器件互相串聯(lián),兩個開關(guān)器件接通時總的電壓降要比單個開關(guān)器件接通時的電壓降大一倍;但比半橋式變壓器開關(guān)電源的電源利用率高很多。因此,全橋式變壓器開關(guān)電源也可以用于工作電源電壓比較低的場合。


與半橋式開關(guān)電源相同,全橋式變壓器開關(guān)電源的變壓器初級線圈只要一個繞組,這也是它的優(yōu)點,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。但關(guān)于大功率開關(guān)電源變壓器的線圈繞制沒有優(yōu)勢,因為,大功率開關(guān)電源變壓器的線圈要用多股線來繞。


全橋式變壓器開關(guān)電源的缺點重要是功率損耗比較較大,因此,全橋式變壓器開關(guān)電源不適宜用于工作電壓較低的場合,否則工作效率會很低。另外,全橋式變壓器開關(guān)電源中的4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。


全橋式開關(guān)電源最大的缺點是,當(dāng)兩組控制開關(guān)K1、K4和K2、K3處于交替轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)的時候,4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,即兩組控制開關(guān)同時處于接通狀態(tài)。這是因為開關(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)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)也要一個過渡過程。


當(dāng)兩組開關(guān)器件分別處于導(dǎo)通和截止過渡過程時,即兩組開關(guān)器件都處于半導(dǎo)通狀態(tài)時,相當(dāng)于兩組控制開關(guān)同時接通,它們會造成對電源電壓出現(xiàn)短路;此時,在4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4個控制開關(guān)K1、K4和K2、K3同時處于過渡過程期間,4個開關(guān)器件將會出現(xiàn)很大的功率損耗。為了降低控制開關(guān)過渡過程出現(xiàn)的損耗,一般在全橋式開關(guān)電源電路中,都有意讓兩組控制開關(guān)的接通和截止時間錯開一小段時間。


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