詳解開(kāi)關(guān)電源拓撲結構優(yōu)缺點(diǎn)

　　4 推挽式開(kāi)關(guān)電源的驅動(dòng)電路簡(jiǎn)單。

　　推挽式開(kāi)關(guān)電源的兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件有一個(gè)公共接地端，相對于半橋式或全橋式開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)，驅動(dòng)電路簡(jiǎn)單的多。

　　5 推挽式開(kāi)關(guān)電源不會(huì )像半橋、全橋式開(kāi)關(guān)電源那樣出現兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)同時(shí)串通的可能性。

　　6 推挽式開(kāi)關(guān)電源的主要缺點(diǎn)是兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件需要很高的耐壓值。

　　推挽式開(kāi)關(guān)電源的主要缺點(diǎn)是兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件需要很高的耐壓，其耐壓必須大于工作電壓的兩倍。因此，推挽式開(kāi)關(guān)電源在220V交流供電設備中很少使用。另外，直流輸出電壓可調整式推挽開(kāi)關(guān)電源 輸出電壓的調整范圍比反激式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的調整范圍小很多，并需要一個(gè)儲能濾波電感，因此，推挽式開(kāi)關(guān)電源不宜用于要求負載電壓變化范圍太大的場(chǎng)合，特別是負載很輕或是經(jīng)常開(kāi)路的場(chǎng)合。

　　7 推挽式開(kāi)關(guān)電源的變壓器有兩組初級線(xiàn)圈，對于小功率輸出的推挽式開(kāi)關(guān)電源是個(gè)缺點(diǎn)，對于大功率輸出的推挽式開(kāi)關(guān)電源是個(gè)優(yōu)點(diǎn)。因為大功率變壓器的線(xiàn) 圈一般都是多股線(xiàn)來(lái)繞制的，因此，推挽式開(kāi)關(guān)電源的變壓器的兩組初級線(xiàn)圈與用多股線(xiàn)繞制根本沒(méi)有區別，并且兩個(gè)線(xiàn)圈與單個(gè)線(xiàn)圈相比可以減低一半電流密度。

　　8 推挽式轉換器可以看作兩個(gè)正激式轉換器的組合，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內，這兩的正激式轉換器交替的工作。若兩個(gè)正激式變換器不完全對稱(chēng)或平衡時(shí)，就會(huì )出現直流偏磁的現象，經(jīng)過(guò)幾個(gè)周期累計的偏磁，會(huì )使磁芯進(jìn)入飽和狀態(tài)，并導致高頻變壓器的勵磁電流過(guò)大，甚至損壞開(kāi)關(guān)管。

　　9 推挽式、半橋式、全橋式轉換器屬于直流-交流-直流轉換器。由于直流-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。

　　半橋式開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

　　1 半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出功率很大，工作效率很高

　　半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源與推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源一樣，由于兩個(gè)開(kāi)關(guān)管輪流交替工作，相當于兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源同時(shí)輸出功率，其輸出功率約等于單一開(kāi)關(guān)電源輸出 功率的兩倍。因此，半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出功率很大，工作效率很高，經(jīng)橋式整流或全波整流后，輸出電壓的電壓脈動(dòng)系數Sv和電流脈動(dòng)系數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(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管的耐壓值比較低。

　　半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源最大的優(yōu)點(diǎn)是，對兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件的耐壓要求比推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源對兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件的耐壓要求可以降低一半。因為，半橋式變壓器開(kāi)關(guān) 電源兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件的工作電壓只有輸入電源Ui的一半，其最高耐壓等于工作電壓與反電動(dòng)勢之和，大約是電源電壓的兩倍，這個(gè)結果正好是推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源 兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件耐壓的一半。因此，半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源主要用于輸入電壓比較高的場(chǎng)合，一般電網(wǎng)電壓為交流220伏供電的大功率開(kāi)關(guān)電源大部分都是用半橋式 變壓器開(kāi)關(guān)電源。

　　3 半橋式開(kāi)關(guān)電源的變壓器初級線(xiàn)圈只需要一個(gè)繞組，這也是它的優(yōu)點(diǎn)，這對小功率開(kāi)關(guān)電源變壓器的線(xiàn)圈繞制多少帶來(lái)一些方便。但對于大功率開(kāi)關(guān)電源變壓器的線(xiàn)圈繞制沒(méi)有優(yōu)勢，因為，大功率開(kāi)關(guān)電源變壓器的線(xiàn)圈需要用多股線(xiàn)來(lái)繞制。

　　4 半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的缺點(diǎn)主要是電源利用率比較低，因此，半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源不適宜用于工作電壓較低的場(chǎng)合。另外，半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件連接沒(méi)有公共地，與驅動(dòng)信號連接比較麻煩。

　　半橋式開(kāi)關(guān)電源最大的缺點(diǎn)是，當兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)K1和K2處于交替轉換工作狀態(tài)的時(shí)候，兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件會(huì )同時(shí)出現一個(gè)很短時(shí)間的半導通區域，即兩個(gè)控制開(kāi) 關(guān)同時(shí)處于接通狀態(tài)。這是因為開(kāi)關(guān)器件在開(kāi)始導通的時(shí)候，相當于對電容充電，它從截止狀態(tài)到完全導通狀態(tài)需要一個(gè)過(guò)渡過(guò)程;而開(kāi)關(guān)器件從導通狀態(tài)轉換到截 止狀態(tài)的時(shí)候，相當于對電容放電，它從導通狀態(tài)到完全截止狀態(tài)也需要一個(gè)過(guò)渡過(guò)程。

　　當兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件分別處于導通和截止過(guò)渡過(guò)程時(shí)，即兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件都處于半導通狀態(tài)時(shí)半導通狀態(tài)時(shí)，相當于兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)同時(shí)接通，它們會(huì )造成對電源電壓產(chǎn) 生短路;此時(shí)，在兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)的串聯(lián)回路中將出現很大的電流，而這個(gè)電流并沒(méi)有通過(guò)變壓器負載。因此，在兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)K1和K2同時(shí)處于過(guò)渡過(guò)程期間，兩 個(gè)開(kāi)關(guān)器件將會(huì )產(chǎn)生很大的功率損耗。為了降低控制開(kāi)關(guān)過(guò)渡過(guò)程產(chǎn)生的損耗，一般在半橋式開(kāi)關(guān)電源電路中，都有意讓兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)的接通和截止時(shí)間錯開(kāi)一小段 時(shí)間。

　　5 單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源比雙電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源節省一個(gè)電容器，這是它的優(yōu)點(diǎn)。另外，單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源剛開(kāi)始工作的時(shí)候，輸出電壓差 不多比雙電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源是輸出電壓高一倍，這種特點(diǎn)最適用于作為熒光燈電源，例如，節能燈或日光燈以及LCD顯示屏的背光燈等。

　　熒光燈一般開(kāi)始點(diǎn)亮的時(shí)候需要很高的電壓，大約幾百伏到幾千伏，而點(diǎn)亮以后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(wú)一不是使用單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源。

　　6 單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源也有缺點(diǎn)，就是開(kāi)關(guān)器件的耐壓要求比雙電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的耐壓高。

　　全橋式開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

　　1 全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出功率很大，工作效率很高。

　　全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源與推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源一樣，由于兩組開(kāi)關(guān)器件輪流交替工作，相當于兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源同時(shí)輸出功率，其輸出功率約等于單一開(kāi)關(guān)電源輸 出功率的兩倍。因此，全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出功率很大，工作效率很高，經(jīng)橋式整流或全波整流后，其輸出電壓的電壓脈動(dòng)系數Sv和電流脈動(dòng)系數Si都很 小，僅需要一個(gè)很小值的儲能濾波電容或儲能濾波電感，就可以得到一個(gè)電壓紋波和電流紋波都很小的輸出電壓。

　　2 全橋式開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)關(guān)管的耐壓值特別的低。

　　全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源最大的優(yōu)點(diǎn)是，對4個(gè)開(kāi)關(guān)器件的耐壓要求比推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源對兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件的耐壓要求可以降低一半。因為，全橋式變壓器開(kāi)關(guān) 電源4個(gè)開(kāi)關(guān)器件分成兩組，工作時(shí)2個(gè)開(kāi)關(guān)器件互相串聯(lián)，關(guān)斷時(shí)，每個(gè)開(kāi)關(guān)器件所承受的電壓，只有單個(gè)開(kāi)關(guān)器件所承受電壓的一半。其最高耐壓等于工作電壓 與反電動(dòng)勢之和的一半，這個(gè)結果正好是推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件耐壓的一半。

　　3 全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源主要用于輸入電壓比較高的場(chǎng)合，在輸入電壓很高的情況下，采用全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源，其輸出功率要比推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源的輸出功率 大很多。因此，一般電網(wǎng)電壓為交流220伏供電的大功率開(kāi)關(guān)電源大部分都是使用全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源。而在輸入電壓較低的情況下，推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源的 輸出功率又要比全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的輸出功率大很多。

　　4 全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的電源利用率比推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源的電源利用率低一些，因為2組開(kāi)關(guān)器件互相串聯(lián)，兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件接通時(shí)總的電壓降要比單個(gè)開(kāi)關(guān)器件 接通時(shí)的電壓降大一倍;但比半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的電源利用率高很多。因此，全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源也可以用于工作電源電壓比較低的場(chǎng)合。

　　5 與半橋式開(kāi)關(guān)電源一樣，全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的變壓器初級線(xiàn)圈只需要一個(gè)繞組，這也是它的優(yōu)點(diǎn)，這對小功率開(kāi)關(guān)電源變壓器的線(xiàn)圈繞制多少帶來(lái)一些方便。但對于大功率開(kāi)關(guān)電源變壓器的線(xiàn)圈繞制沒(méi)有優(yōu)勢，因為，大功率開(kāi)關(guān)電源變壓器的線(xiàn)圈需要用多股線(xiàn)來(lái)繞。

　　6 全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的缺點(diǎn)主要是功率損耗比較較大，因此，全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源不適宜用于工作電壓較低的場(chǎng)合，否則工作效率會(huì )很低。另外，全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源中的4個(gè)開(kāi)關(guān)器件連接沒(méi)有公共地，與驅動(dòng)信號連接比較麻煩。

　　7 全橋式開(kāi)關(guān)電源的缺點(diǎn)是會(huì )出現半導通區，損耗大。

　　全橋式開(kāi)關(guān)電源最大的缺點(diǎn)是，當兩組控制開(kāi)關(guān)K1、K4和K2、K3處于交替轉換工作狀態(tài)的時(shí)候，4個(gè)開(kāi)關(guān)器件會(huì )同時(shí)出現一個(gè)很短時(shí)間的半導通區域， 即兩組控制開(kāi)關(guān)同時(shí)處于接通狀態(tài)。這是因為開(kāi)關(guān)器件在開(kāi)始導通的時(shí)候，相當于對電容充電，它從截止狀態(tài)到完全導通狀態(tài)需要一個(gè)過(guò)渡過(guò)程;而開(kāi)關(guān)器件從導通 狀態(tài)轉換到截止狀態(tài)的時(shí)候，相當于對電容放電，它從導通狀態(tài)到完全截止狀態(tài)也需要一個(gè)過(guò)渡過(guò)程。

　　當兩組開(kāi)關(guān)器件分別處于導通和截止過(guò)渡過(guò)程時(shí)，即兩組開(kāi)關(guān)器件都處于半導通狀態(tài)時(shí)，相當于兩組控制開(kāi)關(guān)同時(shí)接通，它們會(huì )造成對電源電壓產(chǎn)生短路;此 時(shí)，在4個(gè)控制開(kāi)關(guān)的串聯(lián)回路中將出現很大的電流，而這個(gè)電流并沒(méi)有通過(guò)變壓器負載。因此，在4個(gè)控制開(kāi)關(guān)K1、K4和K2、K3同時(shí)處于過(guò)渡過(guò)程期 間，4個(gè)開(kāi)關(guān)器件將會(huì )產(chǎn)生很大的功率損耗。為了降低控制開(kāi)關(guān)過(guò)渡過(guò)程產(chǎn)生的損耗，一般在全橋式開(kāi)關(guān)電源電路中，都有意讓兩組控制開(kāi)關(guān)的接通和截止時(shí)間錯開(kāi) 一小段時(shí)間。

　　雙端隔離式PWM DC/DC轉換器，在一個(gè)開(kāi)關(guān)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(chēng)雙端。雙端隔離式PWM DC/DC轉換器的磁芯在B-H平面坐標系的第一和第三象限運行，故磁芯可以得到充分的利用。