反激式、正激式、推挽式、半橋式、全橋式開關電源原理及優缺點

2019-06-26     臥龍會IT技術

1、單端正激式


單端:通過一隻開關器件單向驅動脈衝變壓器.

正激:其脈衝變壓器的原/副邊相位關係確保在開關管導通,驅動脈衝變壓器原邊時,變壓器副邊同時對負載供電。


該電路的最大問題是:開關管T交替工作於通/斷兩種狀態,當開關管關斷時,脈衝變壓器處於「空載」狀態,其中儲存的磁能將積累到下一個周期,直至電感器飽和,使開關器件燒毀。圖中的D3與N3構成的磁通復位電路,提供了泄放多餘磁能的渠道。

2、單端反激式

反激式電路與正激式電路相反,其脈衝變壓器的原/副邊相位關係確保當開關管導通,驅動脈衝變壓器原邊時,變壓器副邊不對負載供電,即原/副邊交錯通斷。脈衝變壓器積累磁能問題容易解決,但是,由於變壓器存在漏感,將在原邊形成電壓尖峰,可能擊穿開關器件,需要設置電壓鉗位電路予以保護D3、N3構成的迴路。從電路原理圖上看,反激式與正激式很相像,表面上只是變壓器同名端的區別,但電路的工作方式不同,D3、N3的作用也不同。

3、推挽(變壓器中心抽頭)式

這種電路結構的特點是:對稱性結構,脈衝變壓器原邊是兩個對稱線圈,兩隻開關管接成對稱關係,輪流通斷,工作過程類似於線性放大電路中的乙類推挽功率放大器。

主要優點:高頻變壓器磁芯利用率高(與單端電路相比)、電源電壓利用率高(與後面要敘述的半橋電路相比)、輸出功率大、兩管基極均為低電平,驅動電路簡單。

主要缺點:變壓器繞組利用率低、對開關管的耐壓要求比較高(至少是電源電壓的兩倍)。

4、全橋式

這種電路結構的特點是:由四隻相同的開關管接成電橋結構驅動脈衝變壓器原邊。

圖中T1、T4為一對,由同一組信號驅動,同時導通/關斷;T2、T3為另一對,由另一組信號驅動,同時導通/關斷。兩對開關管輪流通/斷,在變壓器原邊線圈中形成正/負交變的脈衝電流。

主要優點:與推挽結構相比,原邊繞組減少了一半,開關管耐壓降低一半。

主要缺點:使用的開關管數量多,且要求參數一致性好,驅動電路複雜,實現同步比較困難。這種電路結構通常使用在1KW以上超大功率開關電源電路中。

5、半橋式

電路的結構類似於全橋式,只是把其中的兩隻開關管(T3、T4)換成了兩隻等值大電容C1、C2。


主要優點:

  • 具有一定的抗不平衡能力,對電路對稱性要求不很嚴格。
  • 適應的功率範圍較大,從幾十瓦到千瓦都可以。
  • 開關管耐壓要求較低。
  • 電路成本比全橋電路低。
  • 這種電路常常用於各種非穩壓輸出的DC變換器,如電子螢光燈驅動電路中。

內容整理自網絡


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