半桥变换器 基本半桥转换器的示意图如图14所示。请注意,开关MOSFET Q1和Q2分别在T1的初级上交替耦合电容器C1和C2,且极性为反转每个半周期,提供双向准方波驱动。这些电容器形成电压通过输入大容量直流电的分压器,使切换的一次电压为Cbulk上电压的一半。作为结果,半桥初级绕组中的峰值电流与正激变换器在相同功率水平下工作。 图14:。半桥转换器。 真正的优势在于电流的双向性和较低的开关初级电压使变压器铁芯利用率最大化。在B-H回路的所有四个象限中运行,而施加在绕组上的总电压的一半,初级匝数将比其他匝数最小拓扑。这将为半桥提供一个非常小且“密集”的变压器结构。 半桥拓扑的一个注意事项经常被忽视:不能使用具有峰值初级电流感应的电流模式控制,并且控制芯片必须是电压模式型控制器。带峰值检测电流模式控制,由于初级为交流耦合,因此会出现失控脉冲宽度情况通过C1或C2。这会在主电压和秒电压之间产生不兼容的冲突条件初级电路的产品和安匝数参数。 有几个“创可贴”电路可以解决这个问题,但它们通常不值得添加电路或费用。问题的症结在于半桥一次侧始终通过开关设备的电容器。半桥拓扑的另一个细微变化是可以使用初级耦合电容器代替两个。但是,此配置可能会导致无法管理如果变压器的设计符合其磁通密度限制,以最小化其尺寸,则电路启动时的峰值电流。 半桥(或任何双向转换器)的另一个优点是由于全波整流,输出扼流圈L将是逆变器开关频率的两倍,因此与等效功率正激变换器相比,输出扼流圈的电感和尺寸可以减小。 半桥拓扑可用于高达几千瓦的任何功率级,具体取决于应用程序的大小和成本限制的性质。典型的商业用途为500-W至2-kW功率范围由于电流模式控制是一个非常理想的特性,但在这里并不有用,因此半桥可能非常有用有效用于所谓的LLC谐振模式,适用于中等功率范围,其紧凑性和效率是必要的,不需要电流模式控制。这种特殊的共振实现是在需要极高效率和低EMI特征的应用中非常有用。 全桥变换器 通过用另一对MOSFET替换电容器C1和C2,半桥可以转换为“满”或“H”桥,此时可通过适当的闸门驱动定相。全桥如图15所示。在通过变压器一次,通过半桥,此配置可提供双倍的功率次电流峰值相同。当然,变压器一次绕组必须多绕几圈 适应更高的一次电压,从而产生比半桥更大的铁芯需求。在当今较新的MOSFET中,可以使用内部器件体二极管代替外部器件体二极管只要该内部二极管具有快速开关特性,则整流二极管D1至D4。
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