開關(guān)電源原理與設(shè)計（連載42）半橋式變壓器開關(guān)電源的優(yōu)缺點

1-8-2-6．半橋式變壓器開關(guān)電源的優(yōu)缺點

半橋式變壓器開關(guān)電源與推挽式變壓器開關(guān)電源一樣，由于兩個開關(guān)管輪流交替工作，相當于兩個開關(guān)電源同時輸出功率，其輸出功率約等于單一開關(guān)電源輸出功率的兩倍。因此，半橋式變壓器開關(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系數(shù)Sv和電流脈動系數(shù)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。

半橋式變壓器開關(guān)電源最大的優(yōu)點是，對兩個開關(guān)器件的耐壓要求比推挽式變壓器開關(guān)電源對兩個開關(guān)器件的耐壓要求可以降低一半。因為，半橋式變壓器開關(guān)電源兩個開關(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勢之和，大約是電源電壓的兩倍，這個結(jié)果正好是推挽式變壓器開關(guān)電源兩個開關(guān)器件耐壓的一半。因此，半橋式變壓器開關(guān)電源主要用于輸入電壓比較高的場合，一般電網(wǎng)電壓為交流220伏供電的大功率開關(guān)電源大部分都是用半橋式變壓器開關(guān)電源。

半橋式開關(guān)電源的變壓器初級線圈只需要一個繞組，這也是它的優(yōu)點，這對小功率開關(guān)電源變壓器的線圈繞制多少帶來一些方便。但對于大功率開關(guān)電源變壓器的線圈繞制沒有優(yōu)勢，因為，大功率開關(guān)電源變壓器的線圈需要用多股線來繞制。

半橋式變壓器開關(guān)電源的缺點主要是電源利用率比較低，因此，半橋式變壓器開關(guān)電源不適宜用于工作電壓較低的場合。另外，半橋式變壓器開關(guān)電源中的兩個開關(guān)器件連接沒有公共地，與驅(qū)動信號連接比較麻煩。

半橋式開關(guān)電源最大的缺點是，當兩個控制開關(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)一個很短時間的半導通區(qū)域，即兩個控制開關(guān)同時處于接通狀態(tài)。這是因為開關(guān)器件在開始導通的時候，相當于對電容充電，它從截止狀態(tài)到完全導通狀態(tài)需要一個過渡過程；而開關(guān)器件從導通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到截止狀態(tài)的時候，相當于對電容放電，它從導通狀態(tài)到完全截止狀態(tài)也需要一個過渡過程。

當兩個開關(guān)器件分別處于導通和截止過渡過程時，即兩個開關(guān)器件都處于半導通狀態(tài)時半導通狀態(tài)時，相當于兩個控制開關(guān)同時接通，它們會造成對電源電壓產(chǎn)生短路；此時，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載。因此，在兩個控制開關(guān)K1和K2同時處于過渡過程期間，兩個開關(guān)器件將會產(chǎn)生很大的功率損耗。為了降低控制開關(guān)過渡過程產(chǎn)生的損耗，一般在半橋式開關(guān)電源電路中，都有意讓兩個控制開關(guān)的接通和截止時間錯開一小段時間。

單電容半橋式變壓器開關(guān)電源比雙電容半橋式變壓器開關(guān)電源節(jié)省一個電容器，這是它的優(yōu)點。另外，單電容半橋式變壓器開關(guān)電源剛開始工作的時候，輸出電壓差不多比雙電容半橋式變壓器開關(guān)電源是輸出電壓高一倍，這種特點最適用于作為熒光燈電源，例如，節(jié)能燈或日光燈以及LCD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，而點亮以后工作電壓才需要幾十伏到1百多伏，因此，幾乎所有的節(jié)能燈無一不是使用單電容半橋式變壓器開關(guān)電源。

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