半橋電路的運行原理及注意問(wèn)題

　　在PWM和電子鎮流器當中，半橋電路發(fā)揮著(zhù)重要的作用。半橋電路由兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件組成，它們以圖騰柱的形式連接在一起，并進(jìn)行輸出，提供方波信號。本篇文章將為大家介紹半橋電路的工作原理，以及半橋電路當中應該注意的一些問(wèn)題，希望能夠幫助電源新手們更快的理解半橋電路。

　　首先我們先來(lái)了解一下半橋電路的基本拓撲：

　　半橋電路的基本拓撲電路圖

　　電容器C1和C2與開(kāi)關(guān)管Q1、Q2組成橋，橋的對角線(xiàn)接變壓器T1的原邊繞組，故稱(chēng)半橋變換器。如果此時(shí)C1=C2，那么當某一開(kāi)關(guān)管導通時(shí)，繞組上的電壓只有電源電壓的一半。

　　半橋電路概念的引入及其工作原理

　　電路的工作過(guò)程大致如下：

　　參照半橋電路的基本拓撲電路圖，其中Q1開(kāi)通，Q2關(guān)斷，此時(shí)變壓器兩端所加的電壓為母線(xiàn)電壓的一半，同時(shí)能量由原邊向副邊傳遞。

　　Q1關(guān)斷，Q2關(guān)斷，此時(shí)變壓器副邊兩個(gè)繞組由于整流二極管兩個(gè)管子同時(shí)續流而處于短路狀態(tài)，原邊繞組也相當于短路狀態(tài)。

　　Q1關(guān)斷，Q2開(kāi)通。此時(shí)變壓器兩端所加的電壓也基本上是母線(xiàn)電壓的一半，同時(shí)能量由原邊向副邊傳遞。副邊兩個(gè)二極管完成換流。

　　半橋電路中應該注意的幾點(diǎn)問(wèn)題

　　偏磁問(wèn)題

　　原因：由于兩個(gè)電容連接點(diǎn)A的電位是隨Q1、Q2導通情況而浮動(dòng)的，所以能夠自動(dòng)的平衡每個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)的伏秒值，當浮動(dòng)不滿(mǎn)足要求時(shí)，假設Q1、Q2具有不同的開(kāi)關(guān)特性，即在相同的基極脈沖寬度t=t1下，Q1關(guān)斷較慢，Q2關(guān)斷較快，則對B點(diǎn)的電壓就會(huì )有影響，就會(huì )有有灰色面積中A1、A2的不平衡伏秒值，原因就是Q1關(guān)斷延遲。

　　如果要這種不平衡的波形驅動(dòng)變壓器，將會(huì )發(fā)生偏磁現象，致使鐵心飽和并產(chǎn)生過(guò)大的晶體管集電極電流，從而降低了變換器的效率，使晶體管失控，甚至燒毀。

　　在變壓器原邊串聯(lián)一個(gè)電容的工作波形圖

　　解決辦法：在變壓器原邊線(xiàn)圈中加一個(gè)串聯(lián)電容C3，則與不平衡的伏秒值成正比的直流偏壓將被次電容濾掉，這樣在晶體管導通期間，就會(huì )平衡電壓的伏秒值，達到消除偏磁的目的。

　　用作橋臂的兩個(gè)電容選用問(wèn)題：

　　從半橋電路結構上看，選用橋臂上的兩個(gè)電容C1、C2時(shí)需要考慮電容的均壓?jiǎn)?wèn)題，盡量選用C1=C2的電容，那么當某一開(kāi)關(guān)管導通時(shí)，繞組上的電壓只有電源電壓的一半，達到均壓效果，一般情況下，還要在兩個(gè)電容兩端各并聯(lián)一個(gè)電阻(原理圖中的R1和R2)并且R1=R2進(jìn)一步滿(mǎn)足要求，此時(shí)在選擇阻值和功率時(shí)需要注意降額。此時(shí)，電容C1、C2的作用就是用來(lái)自動(dòng)平衡每個(gè)開(kāi)關(guān)管的伏秒值，(與C3的區別：C3是濾去影響伏秒平衡的直流分量)。