福利到!對比分析5大開關電源拓撲結構的優缺點
發布時間:2014-10-13 責任編輯:echolady
【導讀】如何判斷電流或者電壓波形的好壞,通常會采用比較平均值、幅值、有效值、一次諧波等參量的方式。其中平均值和幅值的比較最直觀。電壓或電流的幅值與其平均值之比表示為脈動係數S;或者將電壓或電流的有效值與其平均值之比表示為波形係數K。本文列出了開關電源拓撲結構的優缺點,並將其進行對比分析。
首先先列出電壓和電流的脈動係數Sv、Si以及波形係數Kv、Ki的表示:
Sv = Up/Ua —— 電壓脈動係數 (1)
Si = Im/Ia —— 電流脈動係數 (2)
Kv =Ud/Ua —— 電壓波形係數 (3)
Ki = Id/Ia —— 電流波形係數 (4)
上麵4式中,Sv、Si、Kv、Ki分別表示:電壓和電流的脈動係數S,和電壓和電流的波形係數K,在一般可以分清楚的情況下一般都隻寫字母大寫S或 K。脈動係數S和波形係數K都是表征電壓或者電流好壞的指標,S和K的值,顯然是越小越好。S和K的值越小,表示輸出電壓和電流越穩定,電壓和電流的紋波也越小。
推挽式開關電源的優點和缺點
(1)推挽式開關電源輸出電流瞬態響應速度很高,電壓輸出特性很好。推挽式開關電源是所有開關電源中電壓利用率最高的開關電源。
由(you)於(yu)推(tui)挽(wan)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)兩(liang)個(ge)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)輪(lun)流(liu)交(jiao)替(ti)工(gong)作(zuo),其(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)非(fei)常(chang)對(dui)稱(cheng),並(bing)且(qie)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)在(zai)整(zheng)個(ge)周(zhou)期(qi)之(zhi)內(nei)都(dou)向(xiang)負(fu)載(zai)提(ti)供(gong)功(gong)率(lv)的(de)輸(shu)出(chu),因(yin)此(ci),其(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)很(hen)高(gao),電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)特(te)性(xing)很(hen)好(hao)。推(tui)挽(wan)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)是(shi)所(suo)有(you)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)電(dian)壓(ya)利(li)用(yong)率(lv)最(zui)高(gao)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)。它(ta)在(zai)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)很(hen)低(di)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),仍(reng)然(ran)能(neng)維(wei)持(chi)很(hen)大(da)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv),所(suo)以(yi)推(tui)挽(wan)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)被(bei)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)於(yu)低(di)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)的(de)DC/AC逆變器,活DC/DC轉換器電路中。
(2)推挽式開關電源是一個輸出電壓特性很好的開關電源。
tuiwanshikaiguandianyuanjingqiaoshizhengliuhuoquanbozhengliuhou,qishuchudianyamaidongxishuhedianliumaidongxishudouhenxiao,yinci,xuyaoyigehenxiaozhidechunenglvbodianronghuochunenglvbodianganjiukeyidedaoyigedianyawenbohedianliuwenbohenxiaodeshuchudianya。yinci,tuiwanshikaiguandianyuanshiyigeshuchudianyatexinghenhaodekaiguandianyuan。
(3)推挽式開關電源變壓器的漏感以及銅阻損耗都比單極性磁化極變壓器小很多,開關電源的工作效率跟高。
tuiwanshikaiguandianyuandebianyaqishuyushuangjixingcihuaji,ciganyingbianyafanweishidanjixingcihuajideliangbeiduo,bingqiebianyaqitiexinbuxuyaoqixi,yinci,tuiwanshikaiguandianyuanbianyaqitiexindecidaolvbidanjixingcihuajidezhengjihuofanjikaiguandianyuandebianyaqitiexindecidaolvgaohenduobei,zheyangtuiwanshikaiguandianyuanbianyaqidechuji、次級的線圈的匝數可比單極性磁化極變壓器初級、次(ci)級(ji)的(de)線(xian)圈(quan)的(de)匝(za)數(shu)少(shao)一(yi)倍(bei)以(yi)上(shang)。所(suo)以(yi),推(tui)挽(wan)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)漏(lou)感(gan)以(yi)及(ji)銅(tong)阻(zu)損(sun)耗(hao)都(dou)比(bi)單(dan)極(ji)性(xing)磁(ci)化(hua)極(ji)變(bian)壓(ya)器(qi)小(xiao)很(hen)多(duo),所(suo)以(yi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)跟(gen)高(gao)。
(4)推挽式開關電源的驅動電路簡單。
推挽式開關電源的兩個開關器件有一個公共接地端,相對於半橋式或全橋式開關電源來說,驅動電路簡單的多。
(5)推挽式開關電源不會像半橋、全橋式開關電源那樣出現兩個控製開關同時串通的可能性。
(6)推挽式開關電源的主要缺點是兩個開關器件需要很高的耐壓值。
推挽式開關電源的主要缺點是兩個開關器件需要很高的耐壓,其耐壓必須大於工作電壓的兩倍。因此,推挽式開關電源在220Vjiaoliugongdianshebeizhonghenshaoshiyong。lingwai,zhiliushuchudianyaketiaozhengshituiwankaiguandianyuanshuchudianyadetiaozhengfanweibifanjishikaiguandianyuanshuchudianyadetiaozhengfanweixiaohenduo,bingxuyaoyigechunenglvbodiangan,yinci,tuiwanshikaiguandianyuanbuyiyongyuyaoqiufuzaidianyabianhuafanweitaidadechanghe,tebieshifuzaihenqinghuoshijingchangkailudechanghe。
(7)tuiwanshikaiguandianyuandebianyaqiyouliangzuchujixianquan,duiyuxiaogonglvshuchudetuiwanshikaiguandianyuanshigequedian,duiyudagonglvshuchudetuiwanshikaiguandianyuanshigeyoudian。yinweidagonglvbianyaqidexianquanyibandoushiduoguxianlairaozhide,yinci,tuiwanshikaiguandianyuandebianyaqideliangzuchujixianquanyuyongduoguxianraozhigenbenmeiyouqubie,bingqielianggexianquanyudangexianquanxiangbikeyijiandiyibandianliumidu。
(8)推(tui)挽(wan)式(shi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)可(ke)以(yi)看(kan)作(zuo)兩(liang)個(ge)正(zheng)激(ji)式(shi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)組(zu)合(he),在(zai)一(yi)個(ge)開(kai)關(guan)周(zhou)期(qi)內(nei),這(zhe)兩(liang)的(de)正(zheng)激(ji)式(shi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)交(jiao)替(ti)的(de)工(gong)作(zuo)。若(ruo)兩(liang)個(ge)正(zheng)激(ji)式(shi)變(bian)換(huan)器(qi)不(bu)完(wan)全(quan)對(dui)稱(cheng)或(huo)平(ping)衡(heng)時(shi),就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)直(zhi)流(liu)偏(pian)磁(ci)的(de)現(xian)象(xiang),經(jing)過(guo)幾(ji)個(ge)周(zhou)期(qi)累(lei)計(ji)的(de)偏(pian)磁(ci),會(hui)使(shi)磁(ci)芯(xin)進(jin)入(ru)飽(bao)和(he)狀(zhuang)態(tai),並(bing)導(dao)致(zhi)高(gao)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)過(guo)大(da),甚(shen)至(zhi)損(sun)壞(huai)開(kai)關(guan)管(guan)。
(9)推挽式、半橋式、全橋式轉換器屬於直流-交流-直流轉換器。由於直流-交流轉換器提高了工作頻率,所以,變壓器和輸出濾波器的體積和重量都可以減小。
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反激式開關電源的優點和缺點
(1)反激式開關電源的電壓和電流的輸出特性要比正激式開關電源的差
反激式開關電源在 kongzhikaiguanjietongqijianbuxiangfuzaitigonggonglvshuchu,jinzaikongzhikaiguanguanduanqijiancaibacunchunengliangzhuanhuaweifandiandongshixiangfuzaitigongshuchu,dankongzhikaiguandezhankongbiwei 0.5時(shi),變(bian)壓(ya)器(qi)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)壓(ya)的(de)平(ping)均(jun)值(zhi)約(yue)等(deng)於(yu)電(dian)壓(ya)最(zui)大(da)值(zhi)的(de)的(de)二(er)分(fen)之(zhi)一(yi),而(er)流(liu)過(guo)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)流(liu)正(zheng)好(hao)等(deng)於(yu)變(bian)壓(ya)器(qi)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)最(zui)大(da)電(dian)流(liu)的(de)四(si)分(fen)之(zhi)一(yi)。即(ji)電(dian)壓(ya)脈(mai)動(dong)係(xi)數(shu)等(deng)於(yu)2,電流脈動係數等於4。反fan激ji式shi開kai關guan電dian源yuan的de電dian壓ya脈mai動dong係xi數shu,和he正zheng激ji式shi開kai關guan電dian源yuan的de脈mai動dong係xi數shu基ji本ben相xiang同tong,但dan是shi電dian流liu的de脈mai動dong係xi數shu是shi正zheng激ji式shi開kai關guan電dian源yuan的de電dian流liu脈mai動dong係xi數shu的de兩liang倍bei。由you此ci可ke知zhi,反fan激ji式shi開kai關guan電dian源yuan的de電dian壓ya和he電dian流liu的de輸shu出chu特te性xing要yao比bi正zheng激ji式shi開kai關guan電dian源yuan的de差cha。特te別bie是shi,反fan激ji式shi開kai關guan電dian源yuan使shi用yong的de時shi候hou,為wei了le防fang止zhi電dian源yuan開kai關guan管guan過guo壓ya擊ji,起qi占zhan空kong比bi一yi般ban都dou小xiao於yu0.5,此時,流過變壓器次級線圈的電流會出現斷續,電壓和電流的脈動係數都會增加,其電壓和電流的輸出特性將會變得更差。
(2)反激式開關電源的瞬態控製特性相對來說比較差
由(you)於(yu)反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)僅(jin)在(zai)開(kai)關(guan)關(guan)斷(duan)期(qi)間(jian)才(cai)向(xiang)負(fu)載(zai)提(ti)供(gong)能(neng)量(liang)輸(shu)出(chu),當(dang)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)出(chu)現(xian)變(bian)化(hua)時(shi),開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)不(bu)能(neng)立(li)即(ji)對(dui)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)或(huo)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)反(fan)應(ying),而(er)需(xu)要(yao)等(deng)到(dao)下(xia)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi),通(tong)過(guo)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)取(qu)樣(yang)和(he)調(tiao)寬(kuan)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)的(de)作(zuo)用(yong),開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)才(cai)開(kai)始(shi)對(dui)已(yi)經(jing)過(guo)去(qu)了(le)的(de)事(shi)情(qing)進(jin)行(xing)反(fan)應(ying),即(ji)改(gai)變(bian)占(zhan)空(kong)比(bi),因(yin)此(ci),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)瞬(shun)態(tai)控(kong)製(zhi)特(te)性(xing)相(xiang)對(dui)來(lai)說(shuo)比(bi)較(jiao) 差。有時,當負載電流變化的頻率和相位與取樣、調(tiao)寬(kuan)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)壓(ya)的(de)延(yan)時(shi)特(te)性(xing)在(zai)相(xiang)位(wei)保(bao)持(chi)一(yi)致(zhi)的(de)時(shi)候(hou),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)可(ke)能(neng)會(hui)產(chan)生(sheng)抖(dou)動(dong),這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)在(zai)電(dian)視(shi)機(ji)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)最(zui)容(rong)易(yi)出(chu)現(xian)。
(3)反激式開關電源變壓器初級和次級線圈的漏感都比較大,開關電源變壓器的工作效率低。
fanjishikaiguandianyuanbianyaqidetiexinyibanxuyaoliuyidingdeqixi,yifangmianshiweilefangzhibianyaqidetiexinyinliuguobianyaqidechujixianquandedianliuguoda,rongyichanshengcibaohe。lingyifangmianshiyinweibianyaqideshuchugonglvxiao,xuyaotongguotiaozhengdianyaqideqixihechujixianquandezashu,laitiaozhengbianyaqichujixianquandedianganliangdedaxiao。yinci,fanjishikaiguandianyuanbianyaqichujihecijixianquandelougandoubijiaoda,congerhuijiangdikaiguandianyuanbianyaqidegongzuoxiaolv,bingqielouganhaihuichanshengfandiandongshi,rongyibakaiguanguanjichuan。
(4)反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)優(you)點(dian)是(shi)電(dian)路(lu)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan),體(ti)積(ji)比(bi)較(jiao)小(xiao),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)受(shou)占(zhan)空(kong)比(bi)的(de)調(tiao)製(zhi)幅(fu)度(du),相(xiang)對(dui)於(yu)正(zheng)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)來(lai)要(yao)高(gao)很(hen)多(duo)。
反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)優(you)點(dian)是(shi)電(dian)路(lu)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan),比(bi)正(zheng)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)少(shao)用(yong)了(le)一(yi)個(ge)大(da)的(de)儲(chu)能(neng)濾(lv)波(bo)電(dian)感(gan),以(yi)及(ji)一(yi)個(ge)續(xu)流(liu)二(er)極(ji)管(guan),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)體(ti)積(ji)要(yao)比(bi)正(zheng)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)體(ti)積(ji)小(xiao),且(qie)成(cheng)本(ben)也(ye)要(yao)低(di)。此(ci)外(wai),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)受(shou)占(zhan)空(kong)比(bi)的(de)調(tiao)製(zhi)幅(fu)度(du),相(xiang)對(dui)於(yu)正(zheng)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)來(lai)要(yao)高(gao)很(hen)多(duo),因(yin)此(ci),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)要(yao)求(qiu)調(tiao)控(kong)占(zhan)空(kong)比(bi)的(de)誤(wu)差(cha)信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)要(yao)比(bi)較(jiao)低(di),誤(wu)差(cha)信(xin)號(hao)放(fang)大(da)器(qi)的(de)增(zeng)益(yi)和(he)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)也(ye)要(yao)較(jiao)小(xiao)。由(you)於(yu)這(zhe)些(xie)優(you)點(dian),目(mu)前(qian),反(fan)激(ji)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)在(zai)家(jia)電(dian)領(ling)域(yu)中(zhong)還(hai)是(shi)被(bei)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。
(5)反激式開關電源多用於功率較小的場合或是多路輸出的場合。
(6)反激式開關電源不需要加磁複位繞組。
在反激式開關電源中,在開關管關斷的時候,反激式變換器的變壓器儲能向負載釋放,磁芯自然複位,不需要加磁複位措施。
(7)在反激式開關電源中,電壓器既具有儲能的功能,有具有變壓和隔離的功能。
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(2)全橋式開關電源的優點是開關管的耐壓值特別的低。
(3)全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan主zhu要yao用yong於yu輸shu入ru電dian壓ya比bi較jiao高gao的de場chang合he,在zai輸shu入ru電dian壓ya很hen高gao的de情qing況kuang下xia,采cai用yong全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan,其qi輸shu出chu功gong率lv要yao比bi推tui挽wan式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de輸shu出chu功gong率lv 大很多。因此,一般電網電壓為交流220伏供電的大功率開關電源大部分都是使用全橋式變壓器開關電源。而在輸入電壓較低的情況下,推挽式變壓器開關電源的 輸出功率又要比全橋式變壓器開關電源的輸出功率大很多。
(4)全橋式變壓器開關電源的電源利用率比推挽式變壓器開關電源的電源利用率低一些,因為2組開關器件互相串聯,兩個開關器件接通時總的電壓降要比單個開關器件接通時的電壓降大一倍;但比半橋式變壓器開關電源的電源利用率高很多。因此,全橋式變壓器開關電源也可以用於工作電源電壓比較低的場合。
(5)與yu半ban橋qiao式shi開kai關guan電dian源yuan一yi樣yang,全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de變bian壓ya器qi初chu級ji線xian圈quan隻zhi需xu要yao一yi個ge繞rao組zu,這zhe也ye是shi它ta的de優you點dian,這zhe對dui小xiao功gong率lv開kai關guan電dian源yuan變bian壓ya器qi的de線xian圈quan繞rao製zhi多duo少shao帶dai來lai一yi些xie方fang便bian。但dan對dui於yu大da功gong率lv開kai關guan電dian源yuan變bian壓ya器qi的de線xian圈quan繞rao製zhi沒mei有you優you勢shi,因yin為wei,大da功gong率lv開kai關guan電dian源yuan變bian壓ya器qi的de線xian圈quan需xu要yao用yong多duo股gu線xian來lai繞rao。
(6)全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de缺que點dian主zhu要yao是shi功gong率lv損sun耗hao比bi較jiao大da,因yin此ci,全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan不bu適shi宜yi用yong於yu工gong作zuo電dian壓ya較jiao低di的de場chang合he,否fou則ze工gong作zuo效xiao率lv會hui很hen低di。另ling外wai,全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan中zhong的de4個開關器件連接沒有公共地,與驅動信號連接比較麻煩。
(7)全橋式開關電源的缺點是會出現半導通區,損耗大。
(2)半橋式開關電源的開關管的耐壓值比較低。
(3)半(ban)橋(qiao)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)隻(zhi)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)繞(rao)組(zu),這(zhe)也(ye)是(shi)它(ta)的(de)優(you)點(dian),這(zhe)對(dui)小(xiao)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)多(duo)少(shao)帶(dai)來(lai)一(yi)些(xie)方(fang)便(bian)。但(dan)對(dui)於(yu)大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)沒(mei)有(you)優(you)勢(shi),因(yin)為(wei),大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)需(xu)要(yao)用(yong)多(duo)股(gu)線(xian)來(lai)繞(rao)製(zhi)。
(4) 半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de缺que點dian主zhu要yao是shi電dian源yuan利li用yong率lv比bi較jiao低di,因yin此ci,半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan不bu適shi宜yi用yong於yu工gong作zuo電dian壓ya較jiao低di的de場chang合he。另ling外wai,半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan中zhong的de兩liang個ge開kai關guan器qi件jian連lian接jie沒mei有you公gong共gong地di,與yu驅qu動dong信xin號hao連lian接jie比bi較jiao麻ma煩fan。
(5)半橋式開關電源的缺點是會出現半導通區,損耗大。
(6)dandianrongbanqiaoshibianyaqikaiguandianyuanbishuangdianrongbanqiaoshibianyaqikaiguandianyuanjieshengyigedianrongqi,zheshitadeyoudian。lingwai,dandianrongbanqiaoshibianyaqikaiguandianyuangangkaishigongzuodeshihou,shuchudianyachabuduobishuangdianrongbanqiaoshibianyaqikaiguandianyuanshishuchudianyagaoyibei,zhezhongtedianzuishiyongyuzuoweiyingguangdengdianyuan,liru,jienengdenghuoriguangdengyijiLCD顯示屏的背光燈等。
(7)單電容半橋式變壓器開關電源也有缺點,就是開關器件的耐壓要求比雙電容半橋式變壓器開關電源的耐壓高。
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全橋式開關電源的優點和缺點
(1)全橋式變壓器開關電源輸出功率很大,工作效率很高。
quanqiaoshibianyaqikaiguandianyuanyutuiwanshibianyaqikaiguandianyuanyiyang,youyuliangzukaiguanqijianlunliujiaotigongzuo,xiangdangyulianggekaiguandianyuantongshishuchugonglv,qishuchugonglvyuedengyudanyikaiguandianyuanshu 出功率的兩倍。因此,全橋式變壓器開關電源輸出功率很大,工作效率很高,經橋式整流或全波整流後,其輸出電壓的電壓脈動係數Sv和電流脈動係數Si都很小,僅需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。
(2)全橋式開關電源的優點是開關管的耐壓值特別的低。
全橋式變壓器開關電源最大的優點是,對4個開關器件的耐壓要求比推挽式變壓器開關電源對兩個開關器件的耐壓要求可以降低一半。因為,全橋式變壓器開關電源4個開關器件分成兩組,工作時2個開關器件互相串聯,關斷時,每個開關器件所承受的電壓,隻有單個開關器件所承受電壓的一半。其最高耐壓等於工作電壓 與反電動勢之和的一半,這個結果正好是推挽式變壓器開關電源兩個開關器件耐壓的一半。
(3)全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan主zhu要yao用yong於yu輸shu入ru電dian壓ya比bi較jiao高gao的de場chang合he,在zai輸shu入ru電dian壓ya很hen高gao的de情qing況kuang下xia,采cai用yong全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan,其qi輸shu出chu功gong率lv要yao比bi推tui挽wan式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de輸shu出chu功gong率lv 大很多。因此,一般電網電壓為交流220伏供電的大功率開關電源大部分都是使用全橋式變壓器開關電源。而在輸入電壓較低的情況下,推挽式變壓器開關電源的 輸出功率又要比全橋式變壓器開關電源的輸出功率大很多。
(4)全橋式變壓器開關電源的電源利用率比推挽式變壓器開關電源的電源利用率低一些,因為2組開關器件互相串聯,兩個開關器件接通時總的電壓降要比單個開關器件接通時的電壓降大一倍;但比半橋式變壓器開關電源的電源利用率高很多。因此,全橋式變壓器開關電源也可以用於工作電源電壓比較低的場合。
(5)與yu半ban橋qiao式shi開kai關guan電dian源yuan一yi樣yang,全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de變bian壓ya器qi初chu級ji線xian圈quan隻zhi需xu要yao一yi個ge繞rao組zu,這zhe也ye是shi它ta的de優you點dian,這zhe對dui小xiao功gong率lv開kai關guan電dian源yuan變bian壓ya器qi的de線xian圈quan繞rao製zhi多duo少shao帶dai來lai一yi些xie方fang便bian。但dan對dui於yu大da功gong率lv開kai關guan電dian源yuan變bian壓ya器qi的de線xian圈quan繞rao製zhi沒mei有you優you勢shi,因yin為wei,大da功gong率lv開kai關guan電dian源yuan變bian壓ya器qi的de線xian圈quan需xu要yao用yong多duo股gu線xian來lai繞rao。
(6)全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de缺que點dian主zhu要yao是shi功gong率lv損sun耗hao比bi較jiao大da,因yin此ci,全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan不bu適shi宜yi用yong於yu工gong作zuo電dian壓ya較jiao低di的de場chang合he,否fou則ze工gong作zuo效xiao率lv會hui很hen低di。另ling外wai,全quan橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan中zhong的de4個開關器件連接沒有公共地,與驅動信號連接比較麻煩。
(7)全橋式開關電源的缺點是會出現半導通區,損耗大。
全橋式開關電源最大的缺點是,當兩組控製開關K1、K4和K2、K3處於交替轉換工作狀態的時候,4個開關器件會同時出現一個很短時間的半導通區域, jiliangzukongzhikaiguantongshichuyujietongzhuangtai。zheshiyinweikaiguanqijianzaikaishidaotongdeshihou,xiangdangyuduidianrongchongdian,tacongjiezhizhuangtaidaowanquandaotongzhuangtaixuyaoyigeguoduguocheng;而開關器件從導通狀態轉換到截止狀態的時候,相當於對電容放電,它從導通狀態到完全截止狀態也需要一個過渡過程。
dangliangzukaiguanqijianfenbiechuyudaotonghejiezhiguoduguochengshi,jiliangzukaiguanqijiandouchuyubandaotongzhuangtaishi,xiangdangyuliangzukongzhikaiguantongshijietong,tamenhuizaochengduidianyuandianyachanshengduanlu;此時,在4個控製開關的串聯回路中將出現很大的電流,而這個電流並沒有通過變壓器負載。因此,在4個控製開關K1、K4和K2、K3同時處於過渡過程期間,4gekaiguanqijianjianghuichanshenghendadegonglvsunhao。weilejiangdikongzhikaiguanguoduguochengchanshengdesunhao,yibanzaiquanqiaoshikaiguandianyuandianluzhong,douyouyirangliangzukongzhikaiguandejietonghejiezhishijiancuokaiyixiaoduanshijian。
雙端隔離式PWM DC/DC轉換器,在一個開關周期內,功率從隔離變壓器的初級繞組的一端和另一端交替的輸入,故稱雙端。雙端隔離式PWM DC/DC轉換器的磁芯在B-H平麵坐標係的第一和第三象限運行,故磁芯可以得到充分的利用。
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(2)正激式變壓器開關電源負載能力相對來說比較強
(3)正激式變壓器開關電源的電壓和電流輸出特性要比反激式變壓器開關電源好很多
(4)正激式開關電源比反激式變壓器開關電源多用一個大儲能濾波電感,以及一個續流二極管。
(5)正激式開關電源的體積比較大。
(6)正激式開關電源的變壓器初級線圈產生的反電動勢電壓要比反激式變壓器開關電源產生的反電動勢電壓高。
(7)雙管正激式轉換器可以應用於較高電壓輸入,較大功率輸出的場合。
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正激式開關電源的優點和缺點
(1)正激式變壓器開關電源輸出電壓的瞬態控製特性相對來說比較好
正(zheng)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)正(zheng)好(hao)是(shi)在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)被(bei)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)激(ji)勵(li)時(shi),變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)向(xiang)負(fu)載(zai)提(ti)供(gong)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu),並(bing)且(qie)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)幅(fu)度(du)是(shi)基(ji)本(ben)穩(wen)定(ding)的(de),此(ci)時(shi)盡(jin)管(guan)輸(shu) chugonglvbutingdibianhua,danshuchudianyadefudujibenhaishibubian,zheshuomingzhengjishibianyaqikaiguandianyuanshuchudianyadeshuntaikongzhitexingxiangduilaishuobijiaohao,zhiyouzaikongzhikaiguanchuyuguanduanqijian,gonglvshuchucaiquanbuyouchunengdianganhechunengdianrongliangzhetongshitigong,cishishuchudianyasuiranshoufuzaidianliudeyingxiang,danruguochunengdianrongderongliangqudebijiaoda,fuzaidianliuduishuchudianyadeyingxiangyehenxiao。
(2)正激式變壓器開關電源負載能力相對來說比較強
由(you)於(yu)正(zheng)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)選(xuan)取(qu)變(bian)壓(ya)器(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)一(yi)周(zhou)平(ping)均(jun)值(zhi),儲(chu)能(neng)電(dian)感(gan)在(zai)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)接(jie)通(tong)和(he)關(guan)斷(duan)期(qi)間(jian)都(dou)向(xiang)負(fu)載(zai)提(ti)供(gong)電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu),因(yin)此(ci),正(zheng)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)負(fu)載(zai)能(neng)力(li)相(xiang)對(dui)來(lai)說(shuo)比(bi)較(jiao)強(qiang),輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)紋(wen)波(bo)比(bi)較(jiao)小(xiao)。如(ru)果(guo)要(yao)求(qiu)正(zheng)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)有(you)較(jiao)大(da)的(de)調(tiao)整(zheng)率(lv),在(zai)正(zheng)常(chang)負(fu)載(zai)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)的(de)占(zhan)空(kong)比(bi)最(zui)好(hao) 選取在0.5左右,或稍大於0.5,此時流過儲能濾波電感的電流才是連續電流。當流過儲能濾波電感的電流為連續電流時,負載能力相對來說比較強。
(3)正激式變壓器開關電源的電壓和電流輸出特性要比反激式變壓器開關電源好很多
當控製開關的占空比為0.5時,正激式變壓器開關電源輸出電壓uo的幅值正好等於電壓平均值Ua的兩倍,流過濾波儲能電感電流的最大值Im也正好是平均電流 Io(輸出電流)的兩倍,因此,正激式變壓器開關電源的電壓和電流的脈動係數S都約等於2,而與反激式變壓器開關電源的電壓和電流的脈動係數S相比,差不多小一倍,說明正激式變壓器開關電源的電壓和電流輸出特性要比反激式變壓器開關電源好很多。
(4)正激式開關電源比反激式變壓器開關電源多用一個大儲能濾波電感,以及一個續流二極管。
zhengjishibianyaqikaiguandianyuandequedianyeshifeichangmingxiande。qizhongyigeshidianlubifanjishibianyaqikaiguandianyuanduoyongyigedachunenglvbodiangan,yijiyigexuliuerjiguan。ciwai,zhengjishibianyaqikaiguandianyuanshuchudianyashouzhankongbidetiaozhifudu,xiangduiyufanjishibianyaqikaiguandianyuanlaishuoyaodihenduo,zhegecong(1-77)和(1-78)式(shi)的(de)對(dui)比(bi)就(jiu)很(hen)明(ming)顯(xian)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)來(lai)。因(yin)此(ci),正(zheng)激(ji)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)要(yao)求(qiu)調(tiao)控(kong)占(zhan)空(kong)比(bi)的(de)誤(wu)差(cha)信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)比(bi)較(jiao)高(gao),誤(wu)差(cha)信(xin)號(hao)放(fang)大(da)器(qi)的(de)增(zeng)益(yi)和(he)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)也(ye)比(bi)較(jiao)大(da)。
(5)正激式開關電源的體積比較大。
正激式變壓器開關電源為了減少變壓器的勵磁電流,提高工作效率,變壓器的伏秒容量一般都取得比較大(伏秒容量等於輸入脈衝電壓幅度與脈衝寬度的乘積, 這裏用US來表示),並bing且qie為wei了le防fang止zhi變bian壓ya器qi初chu級ji線xian圈quan產chan生sheng的de反fan電dian動dong勢shi把ba開kai關guan管guan擊ji穿chuan,正zheng激ji式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de變bian壓ya器qi要yao比bi反fan激ji式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de變bian壓ya器qi多duo一yi個ge反fan電dian 動勢吸收繞組,因此,正激式變壓器開關電源的變壓器的體積要比反激式變壓器開關電源的變壓器的體積大。
(6)正激式開關電源的變壓器初級線圈產生的反電動勢電壓要比反激式變壓器開關電源產生的反電動勢電壓高。
zhengjishibianyaqikaiguandianyuanhaiyouyigegengdadequedianshizaikongzhikaiguanguanduanshi,bianyaqichujixianquanchanshengdefandiandongshidianyayaobifanjishibianyaqikaiguandianyuanchanshengdefandiandongshidianyagao。yinwei 一般正激式變壓器開關電源工作時,控製開關的占空比都取在0.5左右,而反激式變壓器開關電源控製開關的占空比都取得比較小。
(7)雙管正激式轉換器可以應用於較高電壓輸入,較大功率輸出的場合。
半橋式開關電源的優點和缺點
(1)半橋式變壓器開關電源輸出功率很大,工作效率很高
半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan與yu推tui挽wan式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan一yi樣yang,由you於yu兩liang個ge開kai關guan管guan輪lun流liu交jiao替ti工gong作zuo,相xiang當dang於yu兩liang個ge開kai關guan電dian源yuan同tong時shi輸shu出chu功gong率lv,其qi輸shu出chu功gong率lv約yue等deng於yu單dan一yi開kai關guan電dian源yuan輸shu出chu 功率的兩倍。因此,半橋式變壓器開關電源輸出功率很大,工作效率很高,經橋式整流或全波整流後,輸出電壓的電壓脈動係數Sv和電流脈動係數Si都很小,僅需要很小的濾波電感和電容,其輸出電壓紋波和電流紋波就可以達到非常小。
(2)半橋式開關電源的開關管的耐壓值比較低。
半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)最(zui)大(da)的(de)優(you)點(dian)是(shi),對(dui)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)的(de)耐(nai)壓(ya)要(yao)求(qiu)比(bi)推(tui)挽(wan)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)對(dui)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)的(de)耐(nai)壓(ya)要(yao)求(qiu)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)一(yi)半(ban)。因(yin)為(wei),半(ban)橋(qiao)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)隻(zhi)有(you)輸(shu)入(ru)電(dian)源(yuan)Ui的一半,其最高耐壓等於工作電壓與反電動勢之和,大約是電源電壓的兩倍,這個結果正好是推挽式變壓器開關電源 兩個開關器件耐壓的一半。因此,半橋式變壓器開關電源主要用於輸入電壓比較高的場合,一般電網電壓為交流220伏供電的大功率開關電源大部分都是用半橋式變壓器開關電源。
(3)半(ban)橋(qiao)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)隻(zhi)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)繞(rao)組(zu),這(zhe)也(ye)是(shi)它(ta)的(de)優(you)點(dian),這(zhe)對(dui)小(xiao)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)多(duo)少(shao)帶(dai)來(lai)一(yi)些(xie)方(fang)便(bian)。但(dan)對(dui)於(yu)大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)繞(rao)製(zhi)沒(mei)有(you)優(you)勢(shi),因(yin)為(wei),大(da)功(gong)率(lv)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)線(xian)圈(quan)需(xu)要(yao)用(yong)多(duo)股(gu)線(xian)來(lai)繞(rao)製(zhi)。
(4) 半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan的de缺que點dian主zhu要yao是shi電dian源yuan利li用yong率lv比bi較jiao低di,因yin此ci,半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan不bu適shi宜yi用yong於yu工gong作zuo電dian壓ya較jiao低di的de場chang合he。另ling外wai,半ban橋qiao式shi變bian壓ya器qi開kai關guan電dian源yuan中zhong的de兩liang個ge開kai關guan器qi件jian連lian接jie沒mei有you公gong共gong地di,與yu驅qu動dong信xin號hao連lian接jie比bi較jiao麻ma煩fan。
(5)半橋式開關電源的缺點是會出現半導通區,損耗大。
半橋式開關電源最大的缺點是,當兩個控製開關K1和K2處(chu)於(yu)交(jiao)替(ti)轉(zhuan)換(huan)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)的(de)時(shi)候(hou),兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)會(hui)同(tong)時(shi)出(chu)現(xian)一(yi)個(ge)很(hen)短(duan)時(shi)間(jian)的(de)半(ban)導(dao)通(tong)區(qu)域(yu),即(ji)兩(liang)個(ge)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)同(tong)時(shi)處(chu)於(yu)接(jie)通(tong)狀(zhuang)態(tai)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)在(zai)開(kai)始(shi)導(dao)通(tong)的(de)時(shi)候(hou),相(xiang)當(dang)於(yu)對(dui)電(dian)容(rong)充(chong)電(dian),它(ta)從(cong)截(jie)止(zhi)狀(zhuang)態(tai)到(dao)完(wan)全(quan)導(dao)通(tong)狀(zhuang)態(tai)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)過(guo)渡(du)過(guo)程(cheng);而開關器件從導通狀態轉換到截止狀態的時候,相當於對電容放電,它從導通狀態到完全截止狀態也需要一個過渡過程。
當dang兩liang個ge開kai關guan器qi件jian分fen別bie處chu於yu導dao通tong和he截jie止zhi過guo渡du過guo程cheng時shi,即ji兩liang個ge開kai關guan器qi件jian都dou處chu於yu半ban導dao通tong狀zhuang態tai時shi半ban導dao通tong狀zhuang態tai時shi,相xiang當dang於yu兩liang個ge控kong製zhi開kai關guan同tong時shi接jie通tong,它ta們men會hui造zao成cheng對dui電dian源yuan電dian壓ya產chan生sheng短duan路lu;此時,在兩個控製開關的串聯回路中將出現很大的電流,而這個電流並沒有通過變壓器負載。因此,在兩個控製開關K1和K2同(tong)時(shi)處(chu)於(yu)過(guo)渡(du)過(guo)程(cheng)期(qi)間(jian),兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)將(jiang)會(hui)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)。為(wei)了(le)降(jiang)低(di)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)過(guo)渡(du)過(guo)程(cheng)產(chan)生(sheng)的(de)損(sun)耗(hao),一(yi)般(ban)在(zai)半(ban)橋(qiao)式(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)中(zhong),都(dou)有(you)意(yi)讓(rang)兩(liang)個(ge)控(kong)製(zhi)開(kai)關(guan)的(de)接(jie)通(tong)和(he)截(jie)止(zhi)時(shi)間(jian)錯(cuo)開(kai)一(yi)小(xiao)段(duan)時(shi)間(jian)。
(6)dandianrongbanqiaoshibianyaqikaiguandianyuanbishuangdianrongbanqiaoshibianyaqikaiguandianyuanjieshengyigedianrongqi,zheshitadeyoudian。lingwai,dandianrongbanqiaoshibianyaqikaiguandianyuangangkaishigongzuodeshihou,shuchudianyachabuduobishuangdianrongbanqiaoshibianyaqikaiguandianyuanshishuchudianyagaoyibei,zhezhongtedianzuishiyongyuzuoweiyingguangdengdianyuan,liru,jienengdenghuoriguangdengyijiLCD顯示屏的背光燈等。
熒光燈一般開始點亮的時候需要很高的電壓,大約幾百伏到幾千伏,而點亮以後工作電壓才需要幾十伏到1百多伏,因此,幾乎所有的節能燈無一不是使用單電容半橋式變壓器開關電源。
(7)單電容半橋式變壓器開關電源也有缺點,就是開關器件的耐壓要求比雙電容半橋式變壓器開關電源的耐壓高。
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