詳解開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)

　　4 推挽式開關(guān)電源的驅(qū)動(dòng)電路簡單。

　　推挽式開關(guān)電源的兩個(gè)開關(guān)器件有一個(gè)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(dòng)電路簡單的多。

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

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

　　推挽式開關(guān)電源的主要缺點(diǎn)是兩個(gè)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，并需要一個(gè)儲(chǔ)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)載很輕或是經(jīng)常開路的場合。

　　7 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(gè)缺點(diǎn)，對于大功率輸出的推挽式開關(guān)電源是個(gè)優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)榇蠊β?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/變壓器">變壓器的線 圈一般都是多股線來繞制的，因此，推挽式開關(guān)電源的變壓器的兩組初級線圈與用多股線繞制根本沒有區(qū)別，并且兩個(gè)線圈與單個(gè)線圈相比可以減低一半電流密度。

　　8 推挽式轉(zhuǎn)換器可以看作兩個(gè)正激式轉(zhuǎn)換器的組合，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，這兩的正激式轉(zhuǎn)換器交替的工作。若兩個(gè)正激式變換器不完全對稱或平衡時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)直流偏磁的現(xiàn)象，經(jīng)過幾個(gè)周期累計(jì)的偏磁，會(huì)使磁芯進(jìn)入飽和狀態(tài)，并導(dǎo)致高頻變壓器的勵(lì)磁電流過大，甚至損壞開關(guān)管。

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

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

　　1 半橋式變壓器開關(guān)電源輸出功率很大，工作效率很高

　　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(gè)開關(guān)管輪流交替工作，相當(dāng)于兩個(gè)開關(guān)電源同時(shí)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(dòng)系數(shù)Sv和電流脈動(dòng)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(dá)到非常小。

　　2 半橋式開關(guān)電源的開關(guān)管的耐壓值比較低。

　　半橋式變壓器開關(guān)電源最大的優(yōu)點(diǎn)是，對兩個(gè)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(gè)開關(guān)器件的耐壓要求可以降低一半。因?yàn)?，半橋式變壓器開關(guān) 電源兩個(gè)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(dòng)勢之和，大約是電源電壓的兩倍，這個(gè)結(jié)果正好是推挽式變壓器開關(guān)電源 兩個(gè)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。

　　3 半橋式開關(guān)電源的變壓器初級線圈只需要一個(gè)繞組，這也是它的優(yōu)點(diǎn)，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?yàn)椋蠊β书_關(guān)電源變壓器的線圈需要用多股線來繞制。

　　4 半橋式變壓器開關(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(gè)開關(guān)器件連接沒有公共地，與驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接比較麻煩。

　　半橋式開關(guān)電源最大的缺點(diǎn)是，當(dāng)兩個(gè)控制開關(guān)K1和K2處于交替轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)的時(shí)候，兩個(gè)開關(guān)器件會(huì)同時(shí)出現(xiàn)一個(gè)很短時(shí)間的半導(dǎo)通區(qū)域，即兩個(gè)控制開 關(guān)同時(shí)處于接通狀態(tài)。這是因?yàn)殚_關(guān)器件在開始導(dǎo)通的時(shí)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(gè)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(shí)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(gè)過渡過程。

　　當(dāng)兩個(gè)開關(guān)器件分別處于導(dǎo)通和截止過渡過程時(shí)，即兩個(gè)開關(guān)器件都處于半導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)半導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)控制開關(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)控制開關(guān)的串聯(lián)回路中將出現(xiàn)很大的電流，而這個(gè)電流并沒有通過變壓器負(fù)載。因此，在兩個(gè)控制開關(guān)K1和K2同時(shí)處于過渡過程期間，兩 個(gè)開關(guān)器件將會(huì)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(gè)控制開關(guān)的接通和截止時(shí)間錯(cuò)開一小段 時(shí)間。

　　5 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(gè)電容器，這是它的優(yōu)點(diǎn)。另外，單電容半橋式變壓器開關(guān)電源剛開始工作的時(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(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(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(jié)能燈無一不是使用單電容半橋式變壓器開關(guān)電源。

　　6 單電容半橋式變壓器開關(guān)電源也有缺點(diǎn)，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。

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

　　1 全橋式變壓器開關(guān)電源輸出功率很大，工作效率很高。

　　全橋式變壓器開關(guān)電源與推挽式變壓器開關(guān)電源一樣，由于兩組開關(guān)器件輪流交替工作，相當(dāng)于兩個(gè)開關(guān)電源同時(shí)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，全橋式變壓器開關(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，其輸出電壓的電壓脈動(dòng)系數(shù)Sv和電流脈動(dòng)系數(shù)Si都很 小，僅需要一個(gè)很小值的儲(chǔ)能濾波電容或儲(chǔ)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 全橋式開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是開關(guān)管的耐壓值特別的低。

　　全橋式變壓器開關(guān)電源最大的優(yōu)點(diǎn)是，對4個(gè)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(gè)開關(guān)器件的耐壓要求可以降低一半。因?yàn)?，全橋式變壓器開關(guān) 電源4個(gè)開關(guān)器件分成兩組，工作時(shí)2個(gè)開關(guān)器件互相串聯(lián)，關(guān)斷時(shí)，每個(gè)開關(guān)器件所承受的電壓，只有單個(gè)開關(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(jié)果正好是推挽式變壓器開關(guān)電源兩個(gè)開關(guān)器件耐壓的一半。

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

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

　　5 與半橋式開關(guān)電源一樣，全橋式變壓器開關(guān)電源的變壓器初級線圈只需要一個(gè)繞組，這也是它的優(yōu)點(diǎn)，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?yàn)?，大功率開關(guān)電源變壓器的線圈需要用多股線來繞。

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

　　7 全橋式開關(guān)電源的缺點(diǎn)是會(huì)出現(xiàn)半導(dǎo)通區(qū)，損耗大。

　　全橋式開關(guān)電源最大的缺點(diǎn)是，當(dāng)兩組控制開關(guān)K1、K4和K2、K3處于交替轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)的時(shí)候，4個(gè)開關(guān)器件會(huì)同時(shí)出現(xiàn)一個(gè)很短時(shí)間的半導(dǎo)通區(qū)域， 即兩組控制開關(guān)同時(shí)處于接通狀態(tài)。這是因?yàn)殚_關(guān)器件在開始導(dǎo)通的時(shí)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(gè)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(shí)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(gè)過渡過程。

　　當(dāng)兩組開關(guān)器件分別處于導(dǎo)通和截止過渡過程時(shí)，即兩組開關(guān)器件都處于半導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，相當(dāng)于兩組控制開關(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)控制開關(guān)的串聯(lián)回路中將出現(xiàn)很大的電流，而這個(gè)電流并沒有通過變壓器負(fù)載。因此，在4個(gè)控制開關(guān)K1、K4和K2、K3同時(shí)處于過渡過程期 間，4個(gè)開關(guān)器件將會(huì)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，一般在全橋式開關(guān)電源電路中，都有意讓兩組控制開關(guān)的接通和截止時(shí)間錯(cuò)開 一小段時(shí)間。

　　雙端隔離式PWM DC/DC轉(zhuǎn)換器，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，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(zhuǎn)換器的磁芯在B-H平面坐標(biāo)系的第一和第三象限運(yùn)行，故磁芯可以得到充分的利用。