半桥电路的运行原理.pdfVIP

OFweek 电子工程网 半桥电路的运行原理 在PWM和电子镇流器当中，半桥电路发挥着重要的作用 半桥电路由两个功 率开关器件组成，它们以图腾柱的形式连接在一起，并进行输出，提供方波信 号 本篇文章将为大家介绍半桥电路的工作原理，以及半桥电路当中应该注意的一些 问题，希望能够帮助电源新手们更快的理解半桥电路 在 PWM和电子镇流器当中，半桥电路发挥着重要的作用。半桥电路由两个 功率开关器件组成，它们以图腾柱的形式连接在一起，并进行输出，提供方波信 号。本篇文 章将为大家介绍半桥电路的工作原理，以及半桥电路当中应该注意 的一些问题，希望能够帮助电源新手们更快的理解半桥电路 首先我们先来了解一下半桥电路的基本拓扑 电容器C1和C2与开关管Q1、Q2组成桥，桥的对角线接变压器T1 的原边绕 组，故称半桥变换器 如果此时C1=C2，那么当某一开关管导通时，绕组上的电 压只有电源电压的一半 半桥电路的基本拓扑电路图 半桥电路概念的引入及其工作原理 电路的工作过程大致如下： 参照半桥电路的基本拓扑电路图，其中Q1开通，Q2关断，此时变压器两端 所加的电压为母线电压的一半，同时能量由原边向副边传递 OFweek 电子工程网 Q1关断，Q2关断，此时变压器副边两个绕组由于整流二极管两个管子同时 续流而处于短路状态，原边绕组也相当于短路状态 Q1关断，Q2开通 此时变压器两端所加的电压也基本上是母线电压的一半， 同时能量由原边向副边传递。副边两个二极管完成换流 半桥电路中应该注意的几点问题 偏磁问题 原因：由于两个电容连接点A 的电位是随Q1、Q2导通情况而浮动的，所以 能够自动的平衡每个晶体管开关的伏秒值，当浮动不满足要求时，假设Q1、Q2 具 有不同的开关特性，即在相同的基极脉冲宽度t=t1下，Q1关断较慢，Q2关 断较快，则对B点的电压就会有影响，就会有有灰色面积中A1、A2 的不平衡伏 秒 值，原因就是Q1关断延迟 如果要这种不平衡的波形驱动变压器，将会发生偏磁现象，致使铁心饱和并 产生过大的晶体管集电极电流，从而降低了变换器的效率，使晶体管失控，甚至 烧毁 在变压器原边串联一个电容的工作波形图 OFweek 电子工程网 解决办法：在变压器原边线圈中加一个串联电容C3，则与不平衡的伏秒值成正 比的直流偏压将被次电容滤掉，这样在晶体管导通期间，就会平衡电压的伏秒值， 达到消除偏磁的目的 半桥电路的运行原理及注意问题 用作桥臂的两个电容选用问题： 从半桥电路结构上看，选用桥臂上的两个电容C1、C2时需要考虑电容的均 压问题，尽量选用C1=C2 的电容，那么当某一开关管导通时，绕组上的电压只有 电源电压的一半，达到均压效果，一般情况下，还要在两个电容两端各并联一个 电阻（原理图中的R1和R2）并且R1=R2进一步满足要求，此时在选择阻值和 功 率时需要注意降额。此时，电容C1、C2 的作用就是用来自动平衡每个开关管的 伏秒值，（与C3 的区别：C3是滤去影响伏秒平衡的直流分量） 直通问题： 所谓直通，就是Q1、Q2在某一时刻同时导通的现象，此时会构成短路 解决措施： 可以对驱动脉冲宽度的最大值加以限制，使导通角度不会产生直通 还可以从拓扑上解决问题，才用交叉耦合封闭电路，使一管子导通时，另一 管子驱动在封闭状态，直到前一个管子关断，封闭才取消，后管才有导通的可能， 这种自动封锁对存储时间、参数分布有自动适应的优点，而且对占空比可以满度 使用的 副边为全波电路 OFweek 电子工程网 副边为全桥电路 两个电路的选择主要是考虑以下两点： 1、根据输出电压的高低，考虑管子的安全问题； 2、功率损耗的问题，主要是开关管和副边绕组的损耗问题； 半桥电路的驱动问题： 1、原边线圈过负载限制：要给原边的功