全桥及推挽拓扑分析

合集下载

全桥及推挽拓扑分析

将（1）式+（2）式，有： (Vin*W2/W1-Vo) *（ton1+ton2)= Vo*(ts1+ts2) 因：T=ton1+ton2+ts1+ts2, D= (ton1+ton2)/T 因MOSFET Q1，Q3与Q2，Q4导通时间对称，则输出电压有： Vo=Vin*D*W2/W1 每个二极管承受的反向电压为次级线圈W2 的电压： Ur=Vin*W2/W1=Vo/D. 为避免上下臂MOSFET同时导通而造成短路损坏MOSFET，每个MOSFET的DUTY 不应超过50%，且留有裕量. 三、电路的传输特性(断续模式) 对于断续模式，电路在一个开关周期内相继经历六个时段，其分别为: 1、 MOSFET Q1，Q3 导通时段(ton1), W2 产生的电能经D2，D4，滤波电容C和R
Push-Pull topology analysis
假若电路在理想工作状态下, 二极管压降忽略，变压器为理想变压器，电感L释放的能量和储存的能量相同,根据伏特-秒原理,故有: (Vin*W3/W2-Vo) *ton2 =Vo*ts2--------(2) 因W3=W4,W1=W2, ton1=ton2,ts1=ts2，D= (ton1+ton2)/T 将（1）式+（2）式，则有： Vo=Vin*D*W4/W1 若两组MOSFET同时导通,就相当于变压器一次侧线圈短路.为避免两组MOSFET同时导通而造成短路损坏，每组MOSFET的DUTY不应超过50%，且留有裕量. 三、电路的传输特性(断续模式) 对于断续模式，电路在一个开关周期内相继经历六个时段，其分别为: 1、 MOSFET Q1导通时段(ton1), 二次侧线圈W4上产生的电能经D2,滤波电容C和R LOAD再对电感L充电，电感L电流增长. 2、 MOSFET Q1进入截止状态，MOSFET Q2仍处于截止，线圈W1中的电流为零,变压器次级线圈上的电压也相应为零.电感L通过二极管D1,D2续流时段（ts1),并降到为零. 3、 MOSFET Q1，Q2仍处于截止状态，电感电流保持为零时段（ts2)，此时,电容C向R LOAD充电.

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。

推挽全桥半桥变换器

开关电源技术
Switching Power Supply Techniques
1
第三章开关电源基本拓扑结构
一、拓扑结构分类
二、基本分析方法
三、开关电源基本拓扑
2
隔离型拓扑结构
推挽变换器
Push-pull Converter
3
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，变压器体积可减理
* *
9
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Δψ+≠Δψ- ，磁密的摆动范围就会产生漂移。
14
半桥变换器
基本工作原理
BS Bm
-Im(max) Im(max)
B = 2Bm
-Bm
15
半桥变换器
考虑变压器漏感时的工作原理
BS
Bm
-Im(max) Im(max)
B = 2Bm
-Bm
16
开关电源基本拓扑
五种变换器的比较
17
五种变换器的比较
电路优点电路较简单，成本低，可靠性高，驱动电路简单缺点
4
推挽变换器
基本工作原理
1. 有续流二极管时
5
推挽变换器
2. 无续流二极管时
6
隔离型拓扑结构
全桥变换器
Full-bridge Converter

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。

电流型推挽全桥拓扑

电流型推挽全桥拓扑电流型推挽全桥拓扑是一种常见的电路结构，被广泛应用于电力电子领域。

它是一种用于控制大功率直流负载的电路拓扑，具有高效率、低损耗和可靠性强的特点。

电流型推挽全桥拓扑由四个开关管和一个直流电源组成。

四个开关管分为两对，每对包含一个上开关管和一个下开关管。

它们通过交替开关控制，实现对直流负载的高效能转换。

在实际应用中，开关管通常是功率MOSFET或IGBT管。

在电流型推挽全桥拓扑中，当上开关管导通时，下开关管必须断开，反之亦然。

这样可以避免两个开关管同时导通而引起短路。

通过适时地控制开关管的导通和断开，可以实现对电流的正负半周期控制，从而控制直流负载的输出电压。

在正半周期中，上开关管导通，下开关管断开。

此时，直流电源的正极连接到直流负载的负极，而直流电源的负极连接到直流负载的正极。

这样，电流从直流电源的正极通过上开关管流入直流负载，形成正向电流。

同时，直流负载的负极电压为电源电压，实现电压升压。

在负半周期中，上开关管断开，下开关管导通。

此时，直流电源的正极连接到直流负载的正极，而直流电源的负极连接到直流负载的负极。

这样，电流从直流负载的正极通过下开关管流回直流电源，形成反向电流。

同时，直流负载的负极电压为电源电压，实现电压降压。

电流型推挽全桥拓扑的工作原理可以通过以下步骤进行简单说明：1. 正半周期：上开关管导通，下开关管断开。

直流负载的负极电压为电源电压，实现电压升压。

2. 负半周期：上开关管断开，下开关管导通。

直流负载的负极电压为电源电压，实现电压降压。

通过适时地切换上下开关管的导通状态，可以实现对直流负载的输出电压进行精确控制。

同时，电流型推挽全桥拓扑具有较低的导通损耗和开关损耗，提高了整个系统的效率。

电流型推挽全桥拓扑在实际应用中具有广泛的用途。

它常用于直流电机驱动、电力转换、电源逆变等领域。

在直流电机驱动中，电流型推挽全桥拓扑可以实现对电机的正反转控制，调节电机的转速和转矩。

新手必学开关电源11种拓扑结构

新手必学
开关电源11种拓扑结构
BUCK降压
特点 ■把输入降至一个较低的电压。 ■可能是最简单的电路。 ■电感/电容滤波器滤平开关后的方波。 ■输出总是小于或等于输入。 ■输入电流不连续 (斩波)。 ■输出电流平滑。
BOOST升压
特点 ■把输入升至一个较高的电压。 ■与降压一样，但重新安排了电感、开关和二极管。 ■输出总是比大于或等于输入(忽略二极管的正向压降)。 ■输入电流平滑。 ■输出电流不连续 (斩波)。
FULL-BRIDGE全桥
特点 ■较高功率变换器最为常用的拓扑结构。 ■开关（FET）以对角对的形式驱动，进行脉冲宽度调制（PWM）以调节输出电压。 ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。 ■全波拓扑结构，所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。 ■施加在 FETs上的电压与输入电压相等。 ■在给定的功率下，初级电流是半桥的一半。
TWO-TRANSI■开关断开时，存储在变压器中的能量使初级的极性反向，使二极管导通。 ■主要优点： ■每个开关上的电压永远不会超过输入电压。 ■无需对绕组磁道复位。
PUSH-PULL推挽
特点 ■开关（FET）的驱动不同相，进行脉冲宽度调制（PWM）以调节输出电压。 ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。 ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。 ■施加在FET上的电压是输入电压的两倍。
谢谢观看
HALF-BRIDGE半桥
特点 ■较高功率变换器极为常用的拓扑结构。 ■开关（FET）的驱动不同相，进行脉冲宽度调制（PWM）以调节输出电压。 ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。而且初级绕组的利用率优于推挽电路。 ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。 ■施加在FET上的电压与输入电压相等。

正激类(全桥、半桥、推挽、正激)变压器计算

2、由电路参数计算以下值: 磁通摆幅： Δ B = 3、试选磁芯型号：更多选择磁芯型号：类型/厂家： E型/TDK 可输出功率： 20.01115062 EE25.4-Z 27 0.336 T 开通时间： Tonmax = 14 μ s 选择常用磁芯 Ae(cm2) 0.403 AＷ(cm2) 0.425 ｌＷ(cm) 4.94 ｌｅ(mm) 48.7
1.414 A W k W j 原边方波 Idc= 电流峰值 4 DN p Wt(g/对) 10 窗口长(mm)

Ve(cm3)
1963
ｌｅ/Ae(mm-1) 1.208436725
1、变压器原边最小输入电压：Vpmin=NpΔ BAe/Tonmax(电磁感应定律，Np：原边匝数)
适合营销广告管理公务员会计师建造师金融师经济师教师学生家长职员研究生养生家艺术家自然及社会学者娱乐者等各种人士阅读下载分享或收藏
2 正激类（全桥、半桥、推挽、正激）变压器计算 1、确定电路参数: 电路拓扑：全桥半桥推挽正激工作频率：电流密度： fT = 31.25 kHz j = 4 A/mm2 占空比：预估效率： Dmax = 0.875 η = 0.92 最大磁密： Bmax = 0.168 T 填充系数： kW = 0.4

电源常用拓扑结构特点及波形

电源常用拓扑结构特点及波形基本名词电源常见的拓扑结构■Buck降压■Boost升压■Buck-Boost降压-升压■Flyback反激■Forward正激■Two-Transistor Forward双晶体管正激■Push-Pull推挽■Half Bridge半桥■Full Bridge全桥基本的脉冲宽度调制波形这些拓扑结构都与开关式电路有关。

基本的脉冲宽度调制波形定义如下：1、Buck降压特点■把输入降至一个较低的电压。

■可能是最简单的电路。

■电感/电容滤波器滤平开关后的方波。

■输出总是小于或等于输入。

■输入电流不连续(斩波)。

■输出电流平滑。

2、Boost升压特点■把输入升至一个较高的电压。

■与降压一样，但重新安排了电感、开关和二极管。

■输出总是比大于或等于输入(忽略二极管的正向压降)。

■输入电流平滑。

■输出电流不连续(斩波)。

3、Buck-Boost降压-升压特点■电感、开关和二极管的另一种安排方法。

■结合了降压和升压电路的缺点。

■输入电流不连续(斩波)。

■输出电流也不连续(斩波)。

■输出总是与输入反向(注意电容的极性)，但是幅度可以小于或大于输入。

■“反激”变换器实际是降压-升压电路隔离（变压器耦合）形式。

4、Flyback反激特点■如降压-升压电路一样工作，但是电感有两个绕组，而且同时作为变压器和电感。

■输出可以为正或为负，由线圈和二极管的极性决定。

■输出电压可以大于或小于输入电压，由变压器的匝数比决定。

■这是隔离拓扑结构中最简单的■增加次级绕组和电路可以得到多个输出。

5、Forward正激■降压电路的变压器耦合形式■不连续的输入电流，平滑的■因为采用变压器，输出可以■增加次级绕组和电路可以获■在每个开关周期中必须对变绕组。

■在开关接通阶段存储在初级6、Two-Transistor Fo 特点■两个开关同时工作。

■开关断开时，存储在变压器■主要优点：■每个开关上的电压永远不会■无需对绕组磁道复位。

《2024年基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器的研究》范文

《基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电动汽车、可再生能源及分布式电源系统等领域的快速发展，对高效、可靠、双向DC-DC变换器的需求日益增长。

推挽全桥双向DC-DC变换器因其高效率、低损耗和灵活的能量传输特性，成为研究热点之一。

本文针对基于PFF（Power Flow Control）控制的推挽全桥双向DC-DC变换器展开研究，旨在提高其性能和稳定性。

二、推挽全桥双向DC-DC变换器概述推挽全桥双向DC-DC变换器是一种能够实现能量双向流动的变换器，其基本结构包括两个全桥电路，通过控制开关管的通断，实现能量的传递和回收。

该变换器具有高效率、低损耗、高功率密度等优点，广泛应用于电动汽车、储能系统等领域。

三、PFF控制策略介绍PFF控制是一种功率流控制策略，通过实时监测系统功率需求，调整开关管的通断时间，实现能量的精确控制。

在推挽全桥双向DC-DC变换器中，PFF控制能够根据系统需求，灵活调整能量传输方向和大小，提高系统效率和稳定性。

四、基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器研究4.1 理论分析本文首先对基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器进行理论分析，包括电路拓扑、工作原理、能量传输过程等。

通过建立数学模型，分析系统的稳态性能和动态性能，为后续的仿真和实验提供理论依据。

4.2 仿真研究利用仿真软件对基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器进行仿真研究。

通过改变系统参数，如输入电压、输出电压、开关频率等，观察系统的响应特性，验证理论分析的正确性。

同时，通过仿真研究，优化系统参数，提高系统性能。

4.3 实验验证在仿真研究的基础上，搭建实验平台，对基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器进行实验验证。

通过实验数据，分析系统的性能指标，如效率、损耗、稳定性等。

将实验结果与仿真结果进行对比，验证理论分析和仿真研究的正确性。

五、结果与讨论5.1 研究成果通过理论分析、仿真研究和实验验证，本文取得了以下研究成果：（1）建立了基于PFF控制的推挽全桥双向DC-DC变换器的数学模型，为后续的研究提供了理论依据；（2）通过仿真研究，优化了系统参数，提高了系统性能；（3）通过实验验证，证明了理论分析和仿真研究的正确性，为实际应用提供了参考。

主电路拓扑结构的综述

应用于中大功率场合主电路的拓扑结构：1 推挽式开关电源回路推挽式开关电源回路的变压器为双向激磁，在输入回路中仅有一个开关，通态损耗较小，驱动简单，对低电压、大电流的工作场合非常有利，一般适用于低输入电压的开关电源中。

变压器绕组利用率低，容易出现变压器偏磁现象。

2 半桥式开关电源回路半桥式开关电源回路的变压器也为双向激磁，其利用率较高，且没有偏磁问题，可以广泛用于数百瓦至数千瓦的开关电源中。

与全桥式相比，半桥式的器件数量少，但是电流等级要大一些，功率成本比全桥要低一些。

3 全桥式开关电源回路全桥式开关电源回路的变压器也为双向激磁，相比于半桥式，采用相同的电压和电流容量的开关器件时，全桥式可以达到最大功率，因此该回路常用于大功率的电源中。

其结构复杂，成本高，可靠性较低。

4 BUCK-BOOST级联型双向DC-DC变换器BUCK-BOOST级联型双向DC-DC变换器中，输入端和输出端的电压极性方向是相同的，这种变换器的缺点是开关器件和二极管数目都比通常的BUCK-BOOST双向DC-DC变换器增加了一倍，而且由于每一时间段里主电流都要经两个半导体器件，通态损耗较高。

5 桥式双向DC-DC变换器桥式双向DC-DC变换器将桥式电路变压器副边的整流二极管改用开关管代替，用开关管内自带的体二极管作整流二极管用，即可作为一个双向半桥或全桥电路。

变压器原副两边基本为对称结构，左右两边都可以是变换器，也可以利用开关管自带的体二极管最为整流器。

此电路一般用于双向传输动率和能量都较高的场合。

该电路需要增加的开关元件较多，成本较高。

6双向半桥DC-DC变换器该电路是在电源之间加入一个桥臂及一个电感，通过控制桥臂开关管的导通和关断，实现对两个电源间能量传输的控制，其实质就是一个双向BUCK/BOOST 电路。

在此电路中，由于D1的存在，V1总是大于或等于V2，器件少，控制简单，然而该电路为非隔离式双向电路，不能改变输入输出电压比。

半桥,全桥,反激,正激、推挽拓扑结构的区别和特点

半桥，全桥，反激，正激、推挽拓扑结构的区别和特点1.单端正激式单端：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。

该电路的最大问题是：开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管关断时，脉冲变压器处于“空载”状态，其中储存的磁能将被积累到下一个周期，直至电感器饱和，使开关器件烧毁。

图中的D3与N3构成的磁通复位电路，提供了泄放多余磁能的渠道。

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。

脉冲变压器磁能被积累的问题容易解决，但是，由于变压器存在漏感，将在原边形成电压尖峰，可能击穿开关器件，需要设置电压钳位电路予以保护D3、N3构成的回路。

从电路原理图上看，反激式与正激式很相象，表面上只是变压器同名端的区别，但电路的工作方式不同，D3、N3的作用也不同。

3.推挽（变压器中心抽头）式这种电路结构的特点是：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。

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）。

4.全桥式这种电路结构的特点是：由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。

图中T1、T4为一对，由同一组信号驱动，同时导通/关端；T2、T3为另一对，由另一组信号驱动，同时导通/关端。

两对开关管轮流通/断，在变压器原边线圈中形成正/负交变的脉冲电流。

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。

全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析

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。

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。

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。

试分析全桥、半桥和推挽电路中的开关和整流二极管在工作中承受的最大电压、最大电流和平均电流。

在全桥、半桥和推挽电路中，开关和整流二极管的承受的最大电压、最大电流和平均电流情况如下：1.全桥电路：•开关承受的最大电压：在全桥电路中，开关承受的最大电压为电源电压，即来自电源的电压。

主要开关（高侧和低侧开关）需要耐受电源电压的高低两个极性的最大值。

•开关承受的最大电流：在全桥电路中，开关承受的最大电流取决于负载电流。

开关在导通状态下，需要承受负载电流或电源电流。

选用开关时，需要具备足够的额定电流和可靠性。

•整流二极管承受的最大电压：在全桥电路中，整流二极管承受的最大电压为电源电压减去变压器的反向电压，以防止二极管反向击穿。

整流二极管需要耐受这个差值。

•整流二极管承受的最大电流：在全桥电路中，整流二极管承受的最大电流取决于负载电流。

在过载情况下，整流二极管可能需要承受较高的电流。

•平均电流：在全桥电路中，开关和整流二极管的平均电流取决于负载电流和开关频率，需要根据负载要求和电源参数进行合理选择。

2.半桥电路：•开关承受的最大电压：在半桥电路中，高侧开关承受的最大电压为电源电压，低侧开关承受的最大电压为输出电压。

主要开关需要耐受这些电压。

•开关承受的最大电流：在半桥电路中，高侧开关承受的最大电流取决于负载电流，低侧开关承受的最大电流取决于负载电流和变压器比值。

开关在导通状态下，需要承受负载电流或电源电流。

选用开关时，需要具备足够的额定电流和可靠性。

•整流二极管承受的最大电压：在半桥电路中，整流二极管承受的最大电压为输出电压减去变压器的反向电压，以防止二极管反向击穿。

整流二极管需要耐受这个差值。

•整流二极管承受的最大电流：在半桥电路中，整流二极管承受的最大电流取决于负载电流。

在过载情况下，整流二极管可能需要承受较高的电流。

•平均电流：在半桥电路中，开关和整流二极管的平均电流取决于负载电流和开关频率，需要根据负载要求和电源参数进行合理选择。

全桥-半桥-推挽-正激-反激的优缺点比较及应用场合分析

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。

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。

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。

全桥及推挽拓扑分析

全桥及推挽拓扑分析全桥拓扑是一种电力变压器，它将直流输入转换为交流输出。

它由四个开关管组成，通常使用MOSFET或IGBT器件。

其中两个开关管一次性开启，另外两个一同关闭，然后反相操作重复此过程，从而在输出端产生交流波形。

全桥拓扑的一个重要优点是能够产生双向流动的电流，即可以将直流输入转换为交流输出，也可以将交流输入转换为直流输出。

推挽拓扑是一种电力变换器，它将交流输入转换为直流输出。

它由两个互补的开关管组成，分别称为NPN和PNP晶体管。

当NPN晶体管导通时，PNP晶体管关闭，并且反之亦然。

通过交替地控制这两个开关管，可以将交流输入转换为直流输出。

推挽拓扑的一个重要优点是输出端电压的稳定性，它能够产生平滑的直流输出。

为了更好地理解全桥和推挽拓扑的工作原理和特点，可以进行以下分析：1. 工作原理：全桥拓扑的工作原理是通过交替控制四个开关管的导通状态，将直流输入转换为交流输出。

当开关管A和开关管B导通时，输入电压从Vdc正极通过开关管A、负载和开关管B到达Vdc负极。

当开关管C和开关管D导通时，输入电压从Vdc负极通过开关管C、负载和开关管D到达Vdc正极。

通过这种方式，可以在输出端产生交流波形。

推挽拓扑的工作原理是通过交替控制NPN和PNP晶体管的导通状态，将交流输入转换为直流输出。

2.开关过程：全桥拓扑中，当一个开关管导通时，另一个开关管关闭，这样可以避免导通路径短路。

开关过程需要精确控制，以确保正常的电流流动和输出波形质量。

推挽拓扑中，NPN和PNP晶体管交替导通，确保输出端电压的稳定性。

3.效率：全桥拓扑的效率较低，因为在开关过程中会存在较大的功耗损耗。

推挽拓扑的效率较高，因为输出端电流流动的路径相对简单，功耗损耗较小。

4.输出电压：全桥拓扑可以产生较高的输出电压，因为通过串联各个开关管可以将输入电压叠加。

推挽拓扑的输出电压较低，通常在输入电压的范围内变换。

总的来说，全桥和推挽拓扑是一种常用的电力变换方式，它们在直流至交流和交流至直流的变换过程中发挥重要作用。

开关电源常用拓扑结构图文解释

开关电源常用拓扑结构图文解释第一篇：开关电源常用拓扑结构图文解释开关电源常用拓扑结构开关变换器的拓扑结构是指能用于转换、控制和调节输入电压的功率开关器件和储能器件的不同配置。

开关变换器的拓扑结构可以分为两种基本类型：非隔离型和隔离型。

变换器拓扑结构是根据系统造价、性能指标和输入/输出负载特性等因素选定。

1、非隔离型开关变换器一，Buck变换器，也称降压变换器，其输入和输出电压极性相同，输出电压总小于输入电压，数量关系为：其中Uo为输出电压，Ui为输入电压，ton为开关管一周期内的导通时间，T为开关管的导通周期。

降压变换器的电路模式如图2所示。

工作原理是：在开关管VT导通时，输入电源通过L平波和C滤波后向负载端提供电流；当VT关断后，L通过二极管续流，保持负载电流连续。

二，Boost变换器，也称升压变换器，其输入和输出电压极性相同，输出电压总大于输入电压，数量关系为：。

升压变换器的电路模式如图3所示。

工作原理是：在VT导通时，电流通过L平波，输入电源对L充电。

当VT关断时，电感L及电源向负载放电，输出电压将是输入电压加上输入电源电压，因而有升压作用。

三，Buck-Boost变换器，也称升降压变换器，其输入输出电压极性相反，既可升压又可降压，数量关系为：。

升降压变换器的电路模式如图4所示。

工作原理是：在开关管VT导通时，电流流过电感L，L储存能量。

在VT关断时，电感向负载放电，同时向电容充电。

四，Cuk变换器，也称串联变换器，其输入输出电压极性相反，既可升压又可降压，数量关系为：。

Cuk变换器的电路模式如图5所示。

工作原理是：在开关管VT 导通时，二极管VD反偏截止，这时电感L1储能；C1的放电电流使L2储能，并向负载供电。

在VT关断时，VD正偏导通，这时输入电源和L1向C1充电；同时L2的释能电流将维持负载电流。

2、隔离型开关电源变换器一，推挽型变换器，其变换电路模型如图6所示。

工作过程为：VT1和VT2轮流导通，这样将在二次侧产生交变的脉动电流，经过VD1和VD2全波整流转换为直流信号，再经L、C滤波，送给负载。

第四章推挽正激变换器拓扑

例：设计一个用于通信行业的200W正激变换器。最小和最大输入电压分别为38V及60V，初级电流幅值和最大关断应力分别为
I pft 3.13Po / Vdc 3.13(200) / 38 16.5 A Vms 2.6Vdc 2.6 60 156V
采用耐压至少为200V的功率器件
阶梯斜坡电流等效为同样脉宽的平顶电流，其幅值为阶梯斜坡中点值Ipft，则电流平均值为0.4Ipft，因此有
功率开关管的最大关断电压应力
若复位绕组Nr的匝数与初级绕组Np的匝数相等，功率开关管最大电压关断应力为最大输入电压的两倍加上漏感尖峰。
4.2 正激变换器
实际输入电压和输出功率限制
最大直流输入电压低于60V的正激变换器，其实际最大输出功率为150～200W，原因是较大功率输出时，初级电流幅值会太大。
4.2 正激变换器
输出滤波器的设计
输出电感的设计
输出电容的设计
4.3 双管正激变换器
特点：有两个开关ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，关断
时每个开关管仅承受一倍直流输入电压，而且不出现漏感尖峰，没有漏感能量消耗。保证复位时间等于导通时间，则磁心总能复位。因为：开关管关断时，Np上的反向电压与导通时的正向电压相等。因此，若最大导通时间不超过半周期的80％，使下半周期开始前有20％的余量，则磁心总能成功复位。
4.1 推挽拓扑
主从输出的推挽拓扑基本原理
区别：使用两个幅值相等、脉宽可调、相位相差180度的脉冲驱动Q1和Q2基极。
4.1 推挽拓扑
4.1 推挽拓扑
4.1 推挽拓扑
图中所示，D1和D2是肖特基二极管，其正向压降是0.5V，输出Vm的直流平均电压为

推挽全桥双向直流变换器的研究

推挽全桥双向直流变换器的研究1 引言随着环境污染的日益严重和新能源的开发，双向直流变换器得到了越来越广泛的应用，像直流不停电电源系统，航天电源系统、电动汽车等场合都应用到了双向直流变换器。

越来越多的双向直流变换器拓扑也被提出，不隔离的双向直流变换器有Bi Buck/Boost、Bi Buck-Boost、Bi Cuk、Bi Sepic-Zeta;隔离式的双向直流变换器有正激、反激、推挽和桥式等拓扑结构。

不同的拓扑对应于不同的应用场合，各有其优缺点。

推挽全桥双向直流变换器是由全桥拓扑加全波整流演变而来。

推挽侧为电流型，输入由蓄电池供给，全桥侧为电压型，输入接在直流高压母线上。

此双向直流变换器拓扑适用在电压传输比较大、传输功率较高的场合。

本文分析了推挽全桥双向直流变换器的工作原理，通过两种工作模式的分析，理论上证明了此拓扑实现能量双向流动的可行性，并对推挽侧开关管上电压尖峰形成原因进行了分析，提出了解决方法，在文章的最后给出了仿真波形和实验波形。

2 工作原理图1为推挽全桥双向DC/DC变换器原理图。

图2给出了该变换器的主要波形。

变换器原副边的电气隔离是通过变压器来实现的，原边为电流型推挽电路，副边为全桥电路，该变换器有两种工作模式：(1)升压模式：在这种工作模式下S1 、S2 作为开关管工作; S3，S4 ，S5 ，S6 作为同步整流管工作，整流方式为全桥整流，这种整流方式适用于输出电压比较高，输出电流比较小的场合。

由于电感L 的存在S1、S2 的占空比必须大于0.5。

(2)降压模式：在这种工作模式下S3，S4，S5，S6 作为开关管工作，S1 、S2 作为同步整流管工作，整流方式为全波整流。

分析前，作出如下假设：所有开关管、二极管均为理想器件;所有电感、电容、变压器均为理想元件;，;2.1 升压工作模式在升压工作模式下，原边输入为电流型推挽电路，副边输出为全桥整流电路。

S1 ，S2 作为开关管工作，S3 ，S4，S5，S6 作为同步整流管工作。

拓分析扑笔记

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。