【正文】 O O O O O 圖 518 全橋電路原理圖 圖 519 全橋電路的理想化波形 ■ 全橋電路 ◆ 工作過程 ? 全橋電路中， 互為對角的兩個開關同時導通 ，同一側半橋上下兩開關 交替導通，使變壓器一次側形成幅值為 Ui的交流電壓，改變占空比就可以改變輸出電壓。 ? 當 S1與 S4開通后， VD1和 VD4處于通態(tài)，電感 L的電流逐漸上升。 ? 當 S2與 S3開通后， VD2和 VD3處于通態(tài)，電感 L的電流也上升。 ? 當 4個開關都關斷時， 4個二極管都處于通態(tài)，各分擔一半的電感電流，電感 L的電流逐漸下降， S1和 S2斷態(tài)時承受的峰值電壓均為 Ui。 50/44 全橋電路 ? 如果 S S4與 S S3的導通時間不對稱，則交流電壓 uT中將含有 直流分量 ，會在變壓器一次側產生很大的直流 分量，造成磁路飽和，因此全橋電路應注意避免電壓直流分量的產生，也可在一次側回路串聯(lián)一個電容，以阻斷直流電流。 ? 為避免同一側半橋中上下兩開關同時導通，每個開關的占空比不能超過50%，還應留有裕量。 ◆ 輸出電壓 ? 濾波電感電流連續(xù)時 TtNNUU on12io 2? ? 輸出電感電流不連續(xù)，輸出電壓 Uo將高于式（ 555）的計算值，并隨負載減小而升高，在負載為零的極限情況下 U NN Uo i? 21(555) 51/44 推挽電路 S 1 S 2 u S 1 u S 2 i S 1 i S 2 i D 1 i D 2 t on T t t t t t t t t 2 U i 2 U i i L i L O O O O O O O O 圖 520 推挽電路原理圖 圖 521 推挽電路的理想化波形 ■ 推挽電路 ◆ 工作過程 ? 推挽電路中兩個開關 S1和 S2交替導通，在繞組 N1和 N’1兩端分別形成相位相反的交流電壓。 ? 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電流也逐漸上升。 ? 當兩個開關都關斷時， 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。 52/44 推挽電路 ? 如果 S1和 S2同時導通，就相當于變壓器一次側繞組短路，因此應避免兩個開關同時導通，每個開關各自的占空比不能超過 50%，還要留有死區(qū)。 ◆ 輸出電壓 ? 當濾波電感 L的電流連續(xù)時 TtNNUU on12io 2? ? 輸出電感電流不連續(xù)，輸出電壓 Uo將高于式（ 556）的計算值，并隨負載減小而升高，在負載為零的極限情況下 U NN Uo i? 21(556) 53/44 電路 優(yōu)點 缺點 功率范圍 應用領域 正激 電路較簡單，成本低，可靠性高，驅動電路簡單 變壓器單向激磁，利用率低 幾百 W~幾 kW 各種中、小功率電源 反激 電路非常簡單，成本很低，可靠性高，驅動電路簡單 難以達到較大的功率，變壓器單向激磁，利用率低 幾 W~幾十 W 小功率電子設備、計算機設備、消費電子設備電源。 全橋 變壓器雙向勵磁，容易達到大功率 結構復雜，成本高，有直通問題，可靠性低，需要復雜的多組隔離驅動電路 幾百 W~幾百 kW 大功率工業(yè)用電源、焊接電源、電解電源等 半橋 變壓器雙向勵磁，沒有變壓器偏磁問題，開關較少，成本低 有直通問題，可靠性低，需要復雜的隔離驅動電路 幾百 W~幾 kW 各種工業(yè)用電源，計算機電源等 推挽 變壓器雙向勵磁，變壓器一次側電流回路中只有一個開關，通態(tài)損耗較小，驅動簡單 有直通問題 幾百 W~幾 kW 低輸入電壓的電源 推挽電路 表 51 各種不同的間接直流變流電路的比較 54/44 全波整流和全橋整流 圖 522 a)全波整流電路原理圖 ■ 雙端電路 中常用的整流電路形式為 全波整流電路 和 全橋整流電路 。 ■ 全波整流電路的特點 ◆ 優(yōu)點：電感 L的電流回路中只有 一個二極管壓降 ，損耗小，而且整流電路中只需要 2個二極管 ，元件數(shù)較少。 ◆ 缺點：二極管斷態(tài)時承受的反壓較高，對器件耐壓要求較高，而且變壓器二次側繞組有中心抽頭，結構較復雜。 ◆ 適用場合：輸出電壓較低的情況下（ 100V）。 55/44 全波整流和全橋整流 ■ 全橋電路的特點 ◆ 優(yōu)點：二極管在斷態(tài)承受的電壓僅為交流電壓幅值，變壓器的繞組簡單。 ◆ 缺點：電感 L的電流回路中存在 兩個二極管壓降 ，損耗較大，而且電路中需要 4個二極管 ，元件數(shù)較多。 ◆ 適用場合：高壓輸出的情況下。 ■ 同步整流電路 ◆ 當電路的輸出電壓非常低時，可以采用同步整流電路，利用 低電壓MOSFET具有非常小的導通電阻的特性降低整流電路的導通損耗，進一步提高效率。 ◆ 這種電路的缺點是需要對 V1和 V2的通與斷進行控制，增加了控制電路的復雜性。 圖 522 b)全橋整流電路原理圖 圖 523 同步整流電路原理圖 56/44 57/44 58/44 開關電源 ■ 如果輸入端的直流電源是由交流電網整流得來，則構成 交 — 直 — 交 — 直 電路，采用這種電路的裝置通常被稱為開關電源。 ■ 由于開關電源采用了 工作頻率較高 的交流環(huán)節(jié)，變壓器和濾波器都大大減小，因此同等功率條件下其體積和重量都遠遠小于相控整流電源。 ■ 工作頻率的提高還有利于控制性能的提高。 59/44 本章小結 ■ 直流 直流變流電路（ DC/DC Converter）包括直接直流變流電路 和 間接直流變流電路 。 ■ 直接直流變流電路包括 6種基本斬波電路、 2種復合斬波電路及多相多重斬波電路，其中最基本的是 降壓斬波電路 和 升壓斬波電路 兩種。 ■ 常見的間接直流變換電路可以分為 單端 和 雙端 電路兩大類，單端電路包括正激和反激兩類，雙端電路包括全橋、半橋和推挽三類，每一類電路都可能有多種不同的拓撲形式或控制方法。