推挽全桥半桥变换器

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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。
正激型
升压型
难以达到较大 电路非常简单，成 的功率，变压 本很低，可靠性高， 器单向励磁， 驱动电路简单 利用率低 变压器双向励磁， 变压器一次电流回 路中只有一个开关， 有偏磁问题 通态损耗较小，驱 动简单
300瓦 300
推挽型
500瓦
低输入电压 的开关电源
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五种变换器的比较
电路 优点 缺点 一般最大 输出功率 应用领域
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半桥变换器
基本工作原理
BS Bm
-Im(max) Im(max)
∆B = 2Bm
-Bm
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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
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开关电源基本拓扑
五种变换器的比较
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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 变压器单向励 磁，利用率低 一般最大 输出功率 200瓦 应用领域 各种中、小 功率开关电 源 小功率和消 费电子设备、 计算机设备 开关电源
开关电源技术
Switching Power Supply Techniques
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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
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隔离型拓扑结构
推挽变换器 Push-pull Converter
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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。
全桥型
变压器双向 励磁，容易 达到大功率
结构复杂，成本高， 可靠性低，需要复杂 >1000瓦 的多组隔离驱动电路， 有直通和偏磁问题
大功率工业 用开关电源、 焊接电源、 电解电源等
半桥型
变压器双向 励磁，无变 压器偏磁问 题，开关较 少，成本低
有直通问题，可靠性 低，需要复杂的隔离 驱动电路
1000瓦
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全桥变换器
防止偏磁的方法
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隔离型拓扑结构
半桥变换器 Half-bridge Converter
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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.
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推挽变换器
基本工作原理
1. 有续流二极管时
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推挽变换器
2.源自文库无续流二极管时
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隔离型拓扑结构
全桥变换器 Full-bridge Converter
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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.
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全桥变换器
基本工作原理
* *
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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。
各种工业用 开关电源， 计算机设备 用开关电源 等
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