電源適配器半橋和全橋變換器拓撲

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電源適配器半橋和全橋變換器拓撲

拓撲晶體管的電壓應(yīng)力等于直流輸入電壓，而不像推挽、單端正激或交錯正激拓撲那樣為輸入電壓的兩倍。所以，橋式拓撲廣泛應(yīng)用于那些直流供電電壓高于晶體管的安全耐壓值的離線式變換器中。輸入網(wǎng)壓為220V或更高的場合普遍地使用橋式拓撲。當然在輸入網(wǎng)壓為120V時也有使用橋式拓撲的情況。橋式拓撲的另一優(yōu)點是，能將變壓器初級側(cè)的漏感電壓尖峰（如圖2。1和圖2。10所示鉗位于直流母線電壓，并將漏感儲存的能量回饋到輸入母線，而不是損耗在有損緩沖電路的電阻元件上。

半橋變換器拓撲
工作原理
半橋變換器拓撲如圖所示。如同雙端正激變換器那樣，晶體管關(guān)斷時承受電壓應(yīng)力為Vdc而不是2Vdc。這個優(yōu)點使得半橋變換器拓撲在網(wǎng)壓為220V的歐洲市場設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。
首先看圖中的輸入整流和濾波部分。當要求設(shè)備適應(yīng)不同的網(wǎng)壓（120V AC（美國）或220V AC（歐洲）時，這是一種普遍采用的方案。不管輸入網(wǎng)壓是120V AC還是220V AC，該電路整流得到的直流電壓都約為320V。當輸入網(wǎng)壓為220V AC時，S1斷開；為120V AC時，S1閉合。通常S1并不是實際的開關(guān)，更常見的情形是，這是一段跳線，在120VAG輸入時安裝，在220V AC輸入時不安裝。

輸入為220V交流電壓時，S1斷開，電路為全波整流電路，濾波電容C1和C2串聯(lián)。整流得到的直流電壓峰值約為1。41×220-2=308V；當輸入為120V交流電壓時，S1閉合，電路相當于一個倍壓整流器。在輸入電壓的正半周，A點相對于B點為正，15伏電源適配器通過D1給CI充電C電壓為上正下負，峰值約為1。41×120-1=168V；在輸入電壓的負半周，A點電壓相對于B點為負，電源適配器通過D2給C2充電，C2電壓為上正下負，峰值也為1。41×120-1=168V，這樣兩個電容串聯(lián)的輸出為336V。從圖3。1可見，當任何一個晶體管導(dǎo)通時，另一個關(guān)斷的晶體管承受的電壓只是較大直流輸入電壓，而并非其兩倍。
因此，在電路中可以采用價格較低的雙極型晶體管和場效應(yīng)管，它們能承受336V的開路電壓（即使考慮15%的裕量，386V也在可承受的范圍之內(nèi)）。這樣，只需要一個普通的開關(guān)或者跳線的切換，裝置就可工作于120V或220V交流電路中。
補充：有時使用自動網(wǎng)壓檢測和開關(guān)電路，該電路驅(qū)動繼電器或其他器件代替S1的位置。雖然增加了成本和電路的復(fù)雜性，但方便了電氣設(shè)備的終端用戶，他們可能不再為如何為不同網(wǎng)壓輸入時選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置而困惑，也避免了將22V輸入到120V配置的電路時造成設(shè)備毀壞的可能。
假設(shè)整流后的直流輸入電壓為36V，該電路工作情況如下：首先忽略小容量隔直電容C，則N，的下端可近似地看作連接到C1與C2的節(jié)點。若C1、C2的容量基本相等，則該節(jié)點電壓近似為整流電壓的一半，約為168V。通常的做法是在C1、C2兩端各并接等值放電電阻來均衡兩者的電壓。圖3。1中的晶體管Q1、Q2輪流導(dǎo)通半個周期。Q1導(dǎo)通、Q2關(guān)斷時，N同名端（有點端）的電壓為+168V，Q2承受的電壓為336V；同理，Q2導(dǎo)通、Q1關(guān)斷時，Q1承受的電壓也為336V，此時N同名端的電壓為-168V。

半橋變換器。變壓器的一端通過隔直電容C，與濾波電容C1、C2相連，另一端接在品體管Q1、Q2的節(jié)點，功率晶體管Q1、Q2交替導(dǎo)通。當開關(guān)S1閉合時，電路為倍壓整流器；而斷開時，電路為全波整流器。整流后的輸出電壓約為308-336V。
和推挽拓撲一樣，初級交流方波電壓使所有次級感應(yīng)全波式方波電壓，因此這種半橋電路的次級電壓、導(dǎo)線規(guī)格、輸出電感和電容的選擇都與推挽式電路相同。

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| 發(fā)布時間：2019.01.24 來源：電源適配器廠家

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