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半桥电路与全桥电路的优缺点比较

成员：田寿龙、刘刚、刘鹏、蒋飞、区敏聪、李晓玲

报告人：李晓玲

半桥逆变式功率转换主电路的形式如下图所示：

通过时序电路分析两个开关管交替通断时的开关管耐压和变压

器原边电压，可知开关管所需耐压为V，变压器原边电压为±1/2V。

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工作波形如下：

全桥逆变功率转换主电路与板桥电路的区别就是，用另外两个同

样的开关管代替两只电容，即由4只开关管组成逆变开关电路，同样

分析时序电路，可得开关管所需耐压为V，变压器原边电压为±V。

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如下图所示：

了解了两种电路的特性和工作原理，就可以比较其优缺点了。

首先，从电路图上可以很方便的看出一点明显的区别，就是开关

管的数量不同。半桥式电路的开关管数量少，成本也就相应的低。全

桥式电路有4只开关管，需要两组相位相反的驱动脉冲分别控制两对

开关管，那就难免导致驱动电路的复杂。半桥式电路由于只有两只管

子，没有同时通断地问题，且其抗不平衡能力强，也就是说对duty

的要求不是很高，所以驱动电路相对于全桥就简单很多。

说到抗不平衡能力，我们可以再看一下原理图，当半桥式电路工

作在120VAC时，电容中间的开关闭合，此时主要靠隔直电容C来

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解决不平衡的问题。产生磁通不平衡时，线路中会出现一个直流偏流，

当这个直流偏流大到一定程度时就会出现磁通饱和，加了这个隔直电

容，就可以使直流电不能通过，以达到抗不平衡的目的。从另一个方

面来说，当没有隔直电容时，会产生磁通不平衡，也就是铁心中会有

剩磁出现，磁通不能恢复到零，剩磁积累到一定程度导致铁心饱和。

而加了这个电容，当变压器线圈续流能量过多时，就会给C充电（C、

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C两端电压一定，所以可吸收的能量也一定），使多余的能量不会储

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存在线圈里，形成剩磁，从而解决磁通不平衡的问题。在这个时候，

全桥与半桥的工作原理就很相似。当半桥电路工作在220VAC状态

时，就不需要隔直电容的存在了。因为此时两个滤波电容中点的电压

是浮动的，它可以自动对两边的电路进行调节，以达到平衡。当在某

一周期，电感续流给C充电时，能量过多，C两端电压就会偏高一

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点，本来会产生剩磁的能量就储存在电容内了，同时C两端电压会

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相应偏低一点，下一个周期C放电时，由于duty不变，就不会把多

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余的能量全部释放掉，也就是说，C两端的电压仍会比正常值偏高一

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点，但已经没有高那么多了，接着是C放电，由于它的电压比正常

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值偏低，释放的能量也会少一些，继续使C