推挽式開關(guān)電源工作原理詳解

推挽式開關(guān)電源工作原理詳解整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源，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。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。工作原理整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源，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，推挽式變壓器開關(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，僅需要很小的濾波電感和電容，其輸出電壓紋波就可以達到非常小。推挽電路中兩個開關(guān)S1和S2交替導通，在繞組N1和N1兩端分別形成相位相反的交流電壓，改變占空比就可以改變輸出電壓。S1導通時，二極管VD1處于通態(tài)，電感L的電流逐漸上升。S2導通時，二極管VD2處于通態(tài)，電感L的電流也逐漸上升。當兩個開關(guān)都關(guān)斷時，VD1和VD2都處于通態(tài)，各分擔一半的電流。S1和S2斷態(tài)時承受的峰值電壓均為2倍Ui。S1和S2同時導通，相當于變壓器一次側(cè)繞組短路，因此應(yīng)避免兩個開關(guān)同時導通。每個開關(guān)的占空比不能超過50%，還要留有死區(qū)。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，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。推挽開關(guān)變換電路中，能量轉(zhuǎn)換由兩管交替控制，當輸出相同功率時，電流僅是單端開關(guān)電源管的一半，因此開關(guān)損耗隨之減小，效率提高。推挽式開關(guān)電源的典型電路。它屬于雙端式變換電路，高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側(cè)。電路使用兩個開關(guān)管VT1和VT2，兩個開關(guān)管在外激勵方波信號的控制下交替的導通與截止，在變壓器Ｔ次級統(tǒng)組得到方波電壓，經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸??這種電路的優(yōu)點是兩個開關(guān)管容易驅(qū)動，主要缺點是開關(guān)管的耐壓要達到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大，一般在100-500?Ｗ范圍內(nèi)。整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源工作原理整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源，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，推挽式變壓器開關(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，僅需要很小的濾波電感和電容，其輸出電壓紋波就可以達到非常小。推挽式開關(guān)電源的優(yōu)點和缺點優(yōu)點：1、推挽式開關(guān)電源輸出電流瞬態(tài)響應(yīng)速度很高，電壓輸出特性很好。推挽式開關(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。由于推挽式開關(guān)電源中的兩個控制開關(guān)輪流交替工作，其輸出電壓波形非常對稱，并且開關(guān)電源在整個周期之內(nèi)都向負載提供功率的輸出，因此，其輸出電流瞬態(tài)響應(yīng)速度很高，電壓輸出特性很好。推挽式開關(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，仍然能維持很大的輸出功率，所以推挽式開關(guān)電源被廣泛的應(yīng)用于低輸入電壓的DC/AC逆變器，活DC/DC轉(zhuǎn)換器電路中。2、推挽式開關(guān)電源是一個輸出電壓特性很好的開關(guān)電源。推挽式開關(guān)電源經(jīng)橋式整流或全波整流后，其輸出電壓脈動系數(shù)和電流脈動系數(shù)都很小，因此，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很好的開關(guān)電源。3、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化極變壓器小很多，開關(guān)電源的工作效率高。推挽式開關(guān)電源的變壓器屬于雙極性磁化極，磁感應(yīng)變壓范圍是單極性磁化極的兩倍多，并且變壓器鐵芯不需要氣隙，因此，推挽式開關(guān)電源變壓器鐵芯的磁導率比單極性磁化極的正激或反激開關(guān)電源的變壓器鐵芯的磁導率高很多倍，這樣推挽式開關(guān)電源變壓器的初級、次級的線圈的匝數(shù)可比單極性磁化極變壓器初級、次級的線圈的匝數(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化極變壓器小很多，所以開關(guān)電源的工作效率跟高。4、推挽式開關(guān)電源的驅(qū)動電路簡單。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)動電路簡單的多。5、推挽式開關(guān)電源不會像半橋、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。缺點：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值。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，并需要一個儲能濾波電感，因此，推挽式開關(guān)電源不宜用于要求負載電壓變化范圍太大的場合，特別是負載很輕或是經(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，并且兩個線圈與單個線圈相比可以減低一半電流密度。推挽式轉(zhuǎn)換器可以看作兩個正激式轉(zhuǎn)換器的組合，在一個開關(guān)周期內(nèi)，這兩的正激式轉(zhuǎn)換器交替的工作。若兩個正激式變換器不