半桥式开关电源的优点和缺点

反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点

反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，其工作原理是利用电感储能和电容滤波器来实现电压变换。

以下是反激式、正激式、推挽式、半桥式和全桥式开关电源的优缺点分析。

1.反激式开关电源：优点：-体积小，结构简单，成本较低。

-输出电流大，适用于一些高功率应用。

-效率较高，在负载率低时仍能提供稳定的输出电压。

缺点：-输出电压稳定性较差，容易受到输入电压波动的影响。

-输入电流波形不纯净，含有较高的谐波成分。

-输出电流变化较大时容易产生振荡和噪音。

2.正激式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好，能够提供较为纯净的输出电流。

-输出电流较大，适用于一些高负载应用。

-效率较高，在大部分负载条件下都能保持较高的效率。

缺点：-体积较大，结构相对复杂。

-成本较高。

-在负载率低时效率较低。

3.推挽式开关电源：优点：-输出频率较高，适用于一些高频应用。

-输出电压稳定性较好。

-体积相对较小，结构简单。

缺点：-输出电流相对较小。

-效率较低，在大负载条件下会有较大的功率损耗。

-容易受到电容和电感等元器件的损耗影响，导致输出电压不稳定。

4.半桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。

-输出电流较大。

-效率较高。

-结构简单，成本相对较低。

缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。

-输出电流较小负载时容易出现振荡。

-适用负载范围较窄。

5.全桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。

-输出电流较大。

-效率较高。

-结构简单，成本相对较低。

缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。

-输出电流较小负载时容易出现振荡。

-适用负载范围较窄。

总结：根据以上分析，不同的开关电源拓扑在不同应用场景中具有不同的优缺点。

在选择开关电源时，应根据具体应用需求，综合考虑输出电压稳定性、输出电流、效率、结构复杂性、成本等因素，选择最适合的拓扑结构。

半桥与全桥的优缺点比较

半桥与全桥的优缺点比较半桥式开关电源输出功率很大，工作效率很高，半桥式开关电源与推挽式开关电源一样，由两个开关管轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源的两倍，因此，半桥式开关电源的输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流后，输出电压的电压脉动和电流脉动系数都很小，仅需要很小的滤波电感和电容，其输出电压纹波和电流纹波就可以达到非常小。

相较于推挽式，半桥式还有一个最大的优点，那就是对两个开关器件的耐压要求比推挽式耐压要求可以降低一半，这是因为半桥式开关电源两个开关器件的工作电压只有输入电源的一半，其最高耐压等于工作电压与反电动势之和，大约是电源的两倍，这个结果正好是推挽式开关电源两个开关器件耐压的一半，因此半桥式开关电源主要用于输入电压较高的场合，一半电网电压为交流220V的大功率开关电源大部分都采用半桥式结构。

半桥式开关电源的缺点主要是对电源的利用率比较低，也就是我们所说的PF值比较低，因此在输入电压较低的场合，半桥式电源就不适合，另外还有一个缺点就是半桥式电源中的两个开关管不是共地的，所以和开关管和驱动信号连接上比较麻烦。

半桥式电源还会出现半导通区，损耗大。

当两个控制开关处于交替工作的状态时，两个开关器件会同时出现一个很短时间的半导通区域，也就是两个开关同时处于导通状态。

这是因为开关器件在开始导通的时候，相当于对电容充电，它从截止状态到完全导通状态需要一个过渡过程；而开关器件从导通到截止过程，相当于对电容进行放电，它从导通到截止也需要一个放电过程。

当这两个器件同时处于这个过程中时，就会出现半导通区，相当于两个开关管同时开启，就会造成电源电压产生短路；此时开关串联回路会出现很大的电流，而这个电流没有经过变压器，就会导致开关管产生很大的功率损耗，所以为了避免这种情况，我们一般使用一些小技巧来将接通和截止时间错开一小段。

全桥式开关电源的输出功率也很大，工作效率很高，对于全桥式电源，我们可以简单的看做有两个半桥式构成，所以它具有半桥式的所有特点：对开关管的耐压值要求特别低，适合用于输入电压高的场合，不适合使用于输出电压低的场合；对电源的利用率低，功率损耗比较大等等；和半桥式不同的是它是由四个开关管组成，所以我们可以将其中两个管的作用看成半桥式的一个管；当然全桥式也会存在半导通区，所以我们也要将其避开。

半桥式开关电源介绍

VT4 VD2

该电源由4个功率开关管VT1、VT2、VT3、VT4组成桥式电路，由VT1和VT4、 VT2和VT3分别组成两个导通回路。当VT2、VT3的触发控制信号有效时，VT1和 VT4的触发控制信号无效。VT2、VT3导通时，输入电源经VT2、变压器的初级绕组和开关VT3形成电流回路，加至变压器初级绕组的电压幅度为电源电压Ui，并经次级二极管VD1整流、滤波后输出为负载供电。同理，当VT2、VT3关断， VT1、VT4导通时，输入电源Ui从与VT2、VT3导通时电流相反的方向为变压器初级绕组励磁，并通过次级绕组和整流二极管VD2为负载供电，这样在次级得到下图的脉冲波形。
VT1
VT2
T
Up-p ton
控制回路
功率变换
输入回路：滤波、整流
输出回路
讲课人：董立峰
一、线性电源(linear) 二、开关电源(switching)

线性电源：
◦ 电源调整管工作在放大状态; ◦ 效率低，损耗大，温升高。

开关电源：
◦ 电源调整管工作在开关状态; ◦ 具有高功率密度、重量轻、体积小。
输入回路
包含：EMI、缓启动和APFC电路
功率变换器
变换电路有：反激、正激、推挽、半桥、全桥

1.输出纹波较大，约有10～100mV的峰峰值； 2.脉冲宽度调制式的电路中，电压、电流变化率大； 3.控制电路比较复杂，对元器件要求高； 4.动态响应时间至少要大于一个开关周期，不如串联式晶体管线性稳压电源。
升压型
降压型按升压或降压和极性
升/降压型
反相型
基本型
非绝缘型按输入和输出回路绝缘划分电容耦合型电荷泵型

半桥电路的开关电源

摘要：介绍一种采用半桥电路的开关电源，其输入电压为交流220V±20％，输出电压为直流4～16V，最大电流40A，工作频率50kHz。

重点介绍了该电源的设计思想，工作原理及特点。

关键词：脉宽调制；半桥变换器；电源1、引言：在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在5～15V，电流在5～40A的电源。

而一般实验用电源最大电流只有5A、10A。

为此专门开发了电压4V～16V连续可调，输出电流最大40A的开关电源。

它采用了半桥电路，所选用开关器件为功率MOS管，开关工作频率为50kHz，具有重量轻、体积小、成本低等特点。

2、主要技术指标1）交流输入电压AC220V±20％；2）直流输出电压4～16V可调；3）输出电流0～40A；4）输出电压调整率≤1％；5）纹波电压Up p≤50mV；6）显示与报警具有电流/电压显示功能及故障告警指示。

3、基本工作原理及原理框图该电源的原理框图如图1所示。

220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS管，通过功率变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到稳定的直流输出电压。

图1整体电源的工作框图4、各主要功能描述4.1、交流EMI滤波及整流滤波电路交流EMI滤波及整流滤波电路如图2所示。

图2交流EMI滤波及输入整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。

IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。

PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。

交流输入220V 时，整流采用桥式整流电路。

如果将JTI跳线短连时，则适用于110V交流输入电压。

由于输入电压高，电容器容量大，因此在接通电网瞬间会产生很大的浪涌冲击电流，一般浪涌电流值为稳态电流的数十倍。

开关电源全桥和半桥工作原理和区别

开关电源全桥和半桥工作原理和区别开关电源，听起来就很高大上吧？其实它的核心原理并不复杂，就像小朋友玩积木，简单易懂又有趣。

今天咱们就聊聊全桥和半桥这两种开关电源的工作原理和它们之间的区别。

别担心，我会把它讲得轻松又有趣，保证你听完后不再觉得这些专业术语像外星人说的。

首先说说半桥。

想象一下你在游乐园，坐上了过山车，一开始你慢慢上升，心里那个紧张啊，等到达顶点，哇，感觉真是刺激！这半桥的工作原理就像这样的过山车。

它有两个开关，在电流的控制下，电流在两个开关之间交替流动，简直像过山车一样忽上忽下。

这样做的好处是，电源能够高效地把直流电转换成高频交流电，能量损耗少，效率高，就像在游乐园省了排队的时间，爽快得很！不过，半桥也有点小缺陷，不能提供太高的输出功率。

就像过山车有个最大载重，超过了就不让上。

这时候，如果你需要更大的输出功率，比如说给一个大马达供电，半桥就显得有些力不从心了。

再加上，半桥的电压波动也比较大，有时候会让人心里发毛，哎呀，这玩意儿不会出什么岔子吧？说完半桥，咱们再来聊聊全桥。

全桥就像是升级版的过山车，有四个开关，听起来就厉害了，瞬间多了两条轨道。

全桥能把电流进行更加灵活的控制，让电流的输出更平稳、更强劲。

就像在游乐园里，有了更多的轨道，能同时让更多的人享受刺激的感觉。

全桥不仅能提供高功率输出，还能让你感受到电流的灵活变换，真是太让人惊喜了！而且全桥的电压波动相比半桥要小得多，像是在保证过山车安全的同时，让你尽情尖叫。

电源的稳定性也很不错，这样一来，设备运行得更安心，谁不喜欢这种感觉呢？而且全桥的结构稍微复杂点，需要的元件更多，但这也给了它更强的能力，像是一个全副武装的骑士，勇敢地迎接各种挑战。

世上没有十全十美的东西，全桥虽然牛，但成本也相对高一点。

就像游乐园里，刺激的项目票价可能更贵一些。

制造全桥电源的时候，需要更复杂的电路设计和材料，偶尔让预算变得紧张。

不过呢，物有所值，毕竟高效能、稳定性和强大的输出功率，谁不愿意为这些付出点钱呢？再说说应用场景。

全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析

全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两组开关器件轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。

因此，全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感，就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。

2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是，对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。

因为，全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组，工作时2个开关器件互相串联，关断时，每个开关器件所承受的电压，只有单个开关器件所承受电压的一半。

其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。

3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下，采用全桥式变压器开关电源，其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。

因此，一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。

而在输入电压较低的情况下，推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。

4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联，两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍；但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。

因此，全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。

5、与半桥式开关电源一样，全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。

半桥式开关电源设计解读

半桥式开关电源设计摘要随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广,电子设备的种类也越来越多,电子设备与我们的工作、生活的关系日益密切。

近年来,随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论的快速发展,新一代的电源电路开始逐步取代传统的电源电路。

该电源电路具有体积小，控制灵活方便，输出特性好、纹波小、负载调整率高等显著优点。

由于开关电源中的功率调整管工作在开关状态，具有功耗小、效率高、稳压范围宽、温升低、体积小等突出优点，因此在通信设备、数控装置、仪器仪表、视频音响、家用电器等电子电路中得到广泛应用。

开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激式和单端反激式等形式。

本论文采用双端驱动集成电路——TL494输的PWM脉冲控制器设计音响设备供电电源，利用BJT管作为开关管，可以提高电源变压器的工作效率，有利于抑制脉冲干扰，同时还可以减小电源变压器的体积。

关键词：TL494，PWM，半桥式电路，开关电源Design of Half Bridge Switching Power SupplyABSTRACTWith the rapid development of electronic technology, electronic systems, more and more extensive applications, the types of electronic equipment, more and more electronic equipment and people work and live closer and closer. In recent years, with the power electronic devices (such as IGBT, MOSFET), PWM switching power supply technology and development of the theory, a new generation of power began to gradually replace the traditional power supply circuits. The circuit is small, flexible to control the output characteristics of a good, ripple, load adjustment rate and so on.Switching power supply in the power adjustment control work in the off state, with low power consumption, high efficiency, wide voltage range, low temperature rise, and other outstanding advantages of small size, the communication equipment, CNC equipment, Instrumentation, video audio, home appliances so widely used in electronic circuits. High frequency converter switching power supply so many forms of commonly used with push-pull converter, full bridge, half bridge, single-ended forward and the form of single-ended flyback. In this thesis, two-side driver IC - TL494 PWM pulse output of the controller design car audio power supply in use as a switch MOSFET, can improve the efficiency of the power transformer, is conducive to impulse noise suppression, but also can reduce the size of the power transformer.KEY WORDS:TL494, PWM, Half bridge circuit, Switching power目录前言 (1)第1章开关电源基础技术 (2)1.1 开关电源概述 (2)1.1.1 开关电源的工作原理 (2)1.1.2 开关电源的构成 (3)1.1.3 开关电源的特点 (4)1.2 开关电源典型结构 (4)1.2.1 串联开关电源结构 (4)1.2.2并联开关电源结构 (5)1.2.3 正激式结构 (6)1.2.4 反激式结构 (7)1.2.5 半桥型结构 (8)1.2.6 全桥型结构 (9)1.3 开关电源的技术指标 (10)第2章半桥变换电路 (12)2.1 半桥变换电路工作原理 (12)2.2 半桥变换电路的应用 (13)2.3 半桥变换电路中应注意的问题 (14)2.3.1 偏磁问题 (15)2.3.2 用作桥臂的两个电容选用问题 (15)2.3.3直通问题 (16)2.3.4 半桥电路的驱动问题 (17)2.4 双极结型晶体管 (17)2.4.1结构和定义 (17)2.4.2 三极管的特性曲线 (19)第3章脉宽调制芯片TL494应用分析 (23)3.1 TL494管脚图 (23)3.2 TL494内部电路介绍 (23)3.3 TL494管脚功能及参数 (24)3.4 TL494脉宽调压原理 (26)第4章TL494在DC-DC变换中的应用 (28)4.1 音响设备电源简述 (28)4.2音响供电电路分析 (28)第5章PCB设计制作 (31)5.1 PCB的设计制作步骤 (31)5.2 注意事项 (33)5.2.1 特殊元件的布局 (33)5.2.2布线处理 (34)结论 (35)谢辞 (36)参考文献 (37)附录 (39)外文资料翻译 (40)前言电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。

半桥与全桥的优缺点比较

半桥电路与全桥电路的优缺点比较成员：田寿龙、刘刚、刘鹏、蒋飞、区敏聪、李晓玲报告人：李晓玲半桥逆变式功率转换主电路的形式如下图所示：通过时序电路分析两个开关管交替通断时的开关管耐压和变压器原边电压，可知开关管所需耐压为V dc，变压器原边电压为±1/2V dc。

工作波形如下：全桥逆变功率转换主电路与板桥电路的区别就是，用另外两个同样的开关管代替两只电容，即由4只开关管组成逆变开关电路，同样分析时序电路，可得开关管所需耐压为V dc，变压器原边电压为±V dc。

如下图所示：了解了两种电路的特性和工作原理，就可以比较其优缺点了。

首先，从电路图上可以很方便的看出一点明显的区别，就是开关管的数量不同。

半桥式电路的开关管数量少，成本也就相应的低。

全桥式电路有4只开关管，需要两组相位相反的驱动脉冲分别控制两对开关管，那就难免导致驱动电路的复杂。

半桥式电路由于只有两只管子，没有同时通断地问题，且其抗不平衡能力强，也就是说对duty的要求不是很高，所以驱动电路相对于全桥就简单很多。

说到抗不平衡能力，我们可以再看一下原理图，当半桥式电路工作在120VAC时，电容中间的开关闭合，此时主要靠隔直电容C b来解决不平衡的问题。

产生磁通不平衡时，线路中会出现一个直流偏流，当这个直流偏流大到一定程度时就会出现磁通饱和，加了这个隔直电容，就可以使直流电不能通过，以达到抗不平衡的目的。

从另一个方面来说，当没有隔直电容时，会产生磁通不平衡，也就是铁心中会有剩磁出现，磁通不能恢复到零，剩磁积累到一定程度导致铁心饱和。

而加了这个电容，当变压器线圈续流能量过多时，就会给C b充电（C1、C2两端电压一定，所以可吸收的能量也一定），使多余的能量不会储存在线圈里，形成剩磁，从而解决磁通不平衡的问题。

在这个时候，全桥与半桥的工作原理就很相似。

当半桥电路工作在220VAC状态时，就不需要隔直电容的存在了。

因为此时两个滤波电容中点的电压是浮动的，它可以自动对两边的电路进行调节，以达到平衡。

全桥-半桥-推挽-正激-反激的优缺点比较及应用场合分析

全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两组开关器件轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。

因此，全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感，就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。

2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是，对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。

因为，全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组，工作时2个开关器件互相串联，关断时，每个开关器件所承受的电压，只有单个开关器件所承受电压的一半。

其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。

3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下，采用全桥式变压器开关电源，其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。

因此，一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。

而在输入电压较低的情况下，推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。

4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联，两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍；但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。

因此，全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。

5、与半桥式开关电源一样，全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。

反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点

反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源优缺点反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点最近查了很多关于开关电源的资料，现在总结如下，以便日后的查阅，呵呵。

由于博文有字数的限制故分两部分发表，本文为第一部分为了表征各种电压或电流波形的好坏，一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。

在开关电源之中，电压或电流的幅值和平均值最直观，因此，我们用电压或电流的幅值与其平均值之比，称为脉动系数S ；也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比，称为波形系数K 。

因此，电压和电流的脉动系数Sv 、Si 以及波形系数Kv 、Ki 分别表示为：Sv = Up/Ua ——电压脉动系数（1-84 ）Si = Im/Ia ——电流脉动系数（1-85 ）Kv =Ud/Ua ——电压波形系数（1-86 ）Ki = Id/Ia ——电流波形系数（1-87 ）上面 4 式中，Sv 、Si 、Kv 、Ki 分别表示：电压和电流的脉动系数S ，和电压和电流的波形系数K ，在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S 或K 。

脉动系数S 和波形系数K 都是表征电压或者电流好坏的指标，S 和K 的值，显然是越小越好。

S 和K 的值越小，表示输出电压和电流越稳定，电压和电流的纹波也越小。

反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。

反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5 时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。

即电压脉动系数等于2 ，电流脉动系数等于 4 。

反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。

反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点

反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源优缺点反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点最近查了很多关于开关电源的资料，现在总结如下，以便日后的查阅，呵呵。

由于博文有字数的限制故分两部分发表，本文为第一部分为了表征各种电压或电流波形的好坏，一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。

在开关电源之中，电压或电流的幅值和平均值最直观，因此，我们用电压或电流的幅值与其平均值之比，称为脉动系数S ；也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比，称为波形系数K 。

因此，电压和电流的脉动系数Sv 、Si 以及波形系数Kv 、Ki 分别表示为：Sv = Up/Ua ——电压脉动系数（1-84 ）Si = Im/Ia ——电流脉动系数（1-85 ）Kv =Ud/Ua ——电压波形系数（1-86 ）Ki = Id/Ia ——电流波形系数（1-87 ）上面 4 式中，Sv 、Si 、Kv 、Ki 分别表示：电压和电流的脉动系数S ，和电压和电流的波形系数K ，在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S 或K 。

脉动系数S 和波形系数K 都是表征电压或者电流好坏的指标，S 和K 的值，显然是越小越好。

S 和K 的值越小，表示输出电压和电流越稳定，电压和电流的纹波也越小。

反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。

反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5 时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。

即电压脉动系数等于 2 ，电流脉动系数等于 4 。

反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。

半桥式开关电源设计

开关电源在工业自动化中的应用
工业自动化设备对电源的稳定性和可靠性要求较高
• 半桥式开关电源具有较高的转换效率和稳定性，适用于工业自动化设备
• 可以为工业自动化设备提供稳定的电源，保证设备运行精度和稳定性
开关电源在工业自动化中的应用实例
• 变频器电源系统：为变频器设备提供稳定的直流电源
• 伺服系统电源：为伺服系统设备提供稳定的直流电源
• 主电路的设计直接影响电源的性能和可靠性
作
• 设计合适的滤波电感和电容，保证输出电压的稳定性和
纹波系数
控制电路设计与分析
控制电路是半桥式开关电源的大脑
控制电路的设计要点
• 负责控制开关管的开关状态，实现电压的调节
• 选择合适的控制算法，如PWM控制、PFM控制等
• 控制电路的设计直接影响电源的稳定性和性能
减小输出纹波与噪声的策略
减小输出纹波与噪声是提高半桥式开关电源性能的关键
• 可以保证输出电压的稳定性和可靠性
• 有助于提高设备的运行精度和稳定性
减小输出纹波与噪声的策略
• 优化滤波电感和电容的设计，提高滤波效果
• 采用多级滤波和屏蔽措施，降低电磁干扰
• 提高控制电路的性能，减小误差信号，提高调节精度
• 过电流保护：采用电流限制器或熔断器，防止电源因过电流而损坏
• 短路保护：采用温度保险丝或过流保护器，防止电源因短路而损坏
03
半桥式开关电源的电路设计与分析
主电路设计与分析
主电路是半桥式开关电源的核心部分
主电路的设计要点
• 负责实现电压的斩波和滤波
• 选择合适的开关器件和驱动电路，保证开关管的正常工
滤波电感与电容的设计与应用

滤波电感和电容是半桥式开关电源的重要组成部分

反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点

反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点反激式开关电源的优点和缺点反激变换器01反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。

反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。

即电压脉动系数等于2，电流脉动系数等于4。

反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。

由此可知，反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。

特别是，反激式开关电源使用的时候，为了防止电源开关管过压击，起占空比一般都小于0.5，此时，流过变压器次级线圈的电流会出现断续，电压和电流的脉动系数都会增加，其电压和电流的输出特性将会变得更差。

02反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。

由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出，当负载电流出现变化时，开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应，而需要等到下一个周期事，通过输出电压取样和调宽控制电路的作用，开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应，即改变占空比，因此，反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。

有时，当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候，反激式开关电源输出电压可能会产生抖动，这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。

03反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大，开关电源变压器的工作效率低。

反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙，一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大，容易产生磁饱和。

另一方面是因为变压器的输出功率小，需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数，来调整变压器初级线圈的电感量的大小。

200w半桥开关电源方案

200w半桥开关电源方案一、半桥开关电源的基本原理。

半桥开关电源呢，就是一种很有趣的电源拓扑结构。

它主要由两个功率开关管（一般是MOSFET管啦）、一个高频变压器还有一些其他的小零件组成。

这两个功率开关管就像是两个小伙伴，轮流工作。

当一个管导通的时候，另一个管就休息，通过这种交替的方式，在高频变压器的初级绕组上产生交变的电压。

这个交变电压就像魔法一样，经过变压器的变压作用，在次级绕组上就能得到我们想要的电压啦。

而且哦，这种半桥结构有很多优点呢。

它能够在比较高的功率下工作，就像一个大力士，能承担起200w这么大的功率需求。

同时呢，它的电路结构相对来说不是特别复杂，不会像一些复杂的电路搞得人晕头转向的。

二、200w半桥开关电源的主要元件选择。

1. 功率开关管。

对于200w的半桥开关电源，功率开关管的选择可是至关重要的。

我们得找那些能够承受高电压、大电流的管子。

一般来说呢，要根据电源的输入电压范围、输出功率以及开关频率等因素来综合考虑。

比如说，我们可以选择一些知名品牌的MOSFET管，它们就像可靠的小战士，有着较低的导通电阻和较高的开关速度。

这样在工作的时候，就不会产生太多的热量，也能让电源的效率更高。

而且啊，它们的可靠性也比较高，不会动不动就闹脾气罢工。

2. 高频变压器。

高频变压器在这个半桥开关电源里可是扮演着很关键的角色呢。

它就像一个神奇的魔术师，把输入的电压变成我们想要的输出电压。

在选择高频变压器的时候，我们要考虑它的磁芯材料、匝数比还有电感量等参数。

对于200w的电源，我们可能需要一个能够承受一定功率、具有合适的磁芯尺寸的变压器。

比如说，铁氧体磁芯的变压器就比较常用，它的性能比较稳定，而且成本也不会高得离谱。

匝数比的确定呢，就要根据输入输出电压的要求来计算啦，就像做数学题一样，要算得准准的，这样才能得到正确的输出电压。

3. 电容。

电容在半桥开关电源里也有着不可忽视的作用。

输入电容就像是一个能量储存器，能够平滑输入电压，防止电压波动太大。

电源拓扑半桥全桥

电源拓扑半桥全桥
电源拓扑中的半桥和全桥电路结构具有不同的特点和应用场景：
- 全桥电路：由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。

主要优点包括：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；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。

主要缺点是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。

- 半桥电路：电路的结构类似于全桥式，只是把其中的两只开关管换成了两只等值大电容。

主要优点包括：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。

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。

在选择电源拓扑时，需要根据实际应用场景的需求和参数，综合考虑其优缺点，选择最适合的拓扑结构。

半桥式开关电源的优点和缺点

4、半桥式变压器开关电源的缺点主要是电源利用率比较低，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。
半桥式开关电源最大的缺点是，当两个控制开关K1和K2处于交替转换工作状态的时候，两个开关器件会同时出现一个很短时间的半导通区域，即两个控制开关同时处于接通状态。
此时，在两个控制开关的串联回路中将出现很大的电流，而这个电流并没有通过变压器负载。
因此，在两个控制开关K1和K2同时处于过渡过程期间，两个开关器件将会产生很大的功率损耗。为了降低控制开关过渡过程产生的损耗，一般在半桥式开关电源电路中，都有意让两个控制开关的接通和截止时间错开一小段时间。
2、半桥式开关电源的开关管的耐压值比较低。
半桥式变压器开关电源最大的优点是，对两个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为，半桥式变压器开关电源两个开关器件的工作电压只有输入电源Ui的一半，其最高耐压等于工作电压与反电动势之和，大约是电源电压的两倍，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开Байду номын сангаас关器件耐压的一半。
荧光灯一般开始点亮的时候需要很高的电压，大约几百伏到几千伏，而点亮以后工作电压才需要几十伏到1百多伏，因此，几乎所有的节能灯无一不是使用单电容半桥式变压器开关电源。
6、单电容半桥式变压器开关电源也有缺点，就是开关器件的耐压要求比双电容半桥式变压器开关电源的耐压高。
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半桥式开关电源的优点和缺点
1、半桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高