開關(guān)電源原理與設(shè)計（連載三十二）推挽式開關(guān)電源的優(yōu)缺點

1-8-1-5.推挽式開關(guān)電源的優(yōu)缺點

推挽式開關(guān)電源的優(yōu)點前面已經(jīng)提到很多，這里再簡單概括一次。

由于推挽式變壓器開關(guān)電源中的兩個控制開關(guān)K1和K2輪流交替工作，其輸出電壓波形非常對稱，并且開關(guān)電源在整個工作周期之內(nèi)都向負(fù)載提供功率輸出，因此，其輸出電流瞬間響應(yīng)速度很高，電壓輸出特性很好。推挽式變壓器開關(guān)電源是所有開關(guān)電源中電壓利用率最高的開關(guān)電源，它在輸入電壓很低的情況下，仍能維持很大的功率輸出，所以推挽式變壓器開關(guān)電源被廣泛應(yīng)用于低輸入電壓的DC/AC逆變器，或DC/DC轉(zhuǎn)換器電路中。

推挽式開關(guān)電源經(jīng)橋式整流或全波整流后，其輸出電壓的電壓脈動系數(shù)Sv和電流脈動系數(shù)Si都很小，因此只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。因此，推挽式開關(guān)電源是一個輸出電壓特性非常好的開關(guān)電源。

另外，推挽式開關(guān)電源的變壓器屬于雙極性磁極化，磁感應(yīng)變化范圍是單極性磁極化的兩倍多，并且變壓器鐵心不需要留氣隙，因此，推挽式開關(guān)電源變壓器鐵心的導(dǎo)磁率比單極性磁極化的正激或反式開關(guān)電源變壓器鐵心的導(dǎo)磁率高很多倍;這樣，推挽式開關(guān)電源變壓器初、次級的線圈匝數(shù)可比單極性磁極化變壓器初、次級的線圈匝數(shù)少一倍以上。所以，推挽式開關(guān)電源變壓器的漏感以及銅阻損耗都比單極性磁極化變壓器小很多，開關(guān)電源的工作效率很高。

推挽式開關(guān)電源的兩個開關(guān)器件有一個公共接地端，相對于半橋式或全橋式開關(guān)電源來說，驅(qū)動電路要簡單很多，這也是推挽式開關(guān)電源的一個優(yōu)點。

后面將要介紹的半橋式以及全橋式開關(guān)電源都有一個共同缺點，就是當(dāng)兩個控制開關(guān)K1和K2處于交替轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)的時候，兩個開關(guān)器件會同時出現(xiàn)一個半導(dǎo)通區(qū)，即兩個控制開關(guān)同時處于接通狀態(tài);這是因為開關(guān)器件在開始導(dǎo)通的時候，相當(dāng)于對電容充電，它從截止?fàn)顟B(tài)到完全導(dǎo)通狀態(tài)需要一個過渡過程;而開關(guān)器件從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)的時候，相當(dāng)于對電容放電，它從導(dǎo)通狀態(tài)到完全截止?fàn)顟B(tài)也需要一個過渡過程;當(dāng)兩個開關(guān)器件分別處于導(dǎo)通和截止的過渡期間，就會同時出現(xiàn)半導(dǎo)通狀態(tài)，此時，相當(dāng)于兩個控制開關(guān)同時接通，會對電源電壓產(chǎn)生短路，在兩個控制開關(guān)的串聯(lián)回路中將出現(xiàn)很大的電流，而這個電流并沒有通過變壓器負(fù)載。因此，在兩個控制開關(guān)K1和K2分別處于導(dǎo)通和截止的過渡期間，兩個開關(guān)器件將會產(chǎn)生很大的功率損耗。

而推挽式開關(guān)電源不會存在這種損耗。因為，當(dāng)控制開關(guān)K1將要關(guān)斷的時候，開關(guān)變壓器的兩個初級線圈N1繞組和N2繞組都會產(chǎn)生反電動勢，而N2繞組產(chǎn)生的反電動勢正好與輸入電流的方向相反;此時，即使是K2開關(guān)器件處于半導(dǎo)通或全導(dǎo)通狀態(tài)，在短時間內(nèi)，在K2組成的電路中都不會出現(xiàn)很大的工作電流，并且在電路中，兩個控制開關(guān)也不存在直接串通的回路;因此，推挽式開關(guān)電源不會像半橋式，以及全橋式開關(guān)電源那樣出現(xiàn)兩個控制開關(guān)同時串通的可能性，這也是推挽式開關(guān)電源的一個優(yōu)點。

推挽式開關(guān)電源的主要缺點是兩個開關(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，推挽式開關(guān)電源在220V交流供電設(shè)備中很少使用。另外，直流輸出電壓可調(diào)整式推挽開關(guān)電源輸出電壓的調(diào)整范圍比反激式開關(guān)電源輸出電壓的調(diào)整范圍小很多，并且需要一個儲能濾波電感;因此，推挽式開關(guān)電源不宜用于要求負(fù)載電壓變化范圍太大的場合，特別是負(fù)載很輕或經(jīng)常開路的場合。

推挽式開關(guān)電源的變壓器有兩組初級線圈，對于小功率輸出的推挽式開關(guān)電源是個缺點，對于大功率輸出的推挽式開關(guān)電源是個優(yōu)點。因為大功率變壓器的線圈繞組一般都用多股線來繞制，因此，推挽式開關(guān)電源的變壓器的兩組初級線圈與用雙股線繞制沒有根本區(qū)別，并且兩個線圈與單個線圈相比可以降低一半電流密度。