如果開關電源輸出端使用全波整流(包括橋式和抽頭式)會如何?

時間 2021-08-12 04:47:40

1樓:H.Wang

首先說明一點:對於題主的問題,怎麼振盪、產生pwm、反饋控制並不重要,重要的是開關電源的拓撲。

①不同拓撲中變壓器的作用不一樣,反激拓撲將變壓器用作儲能器件,變壓器作用類似電感。而正激類(單管正激、雙管正激、推挽、半橋、全橋)拓撲利用變壓器本身傳輸能量和轉換電壓的特性,儲能的特性對於正激拓撲來說反而是不需要的,因而每個週期都需要將變壓器中的能量(勵磁)放掉(伏秒數平衡),以避免磁芯積攢過高能量發生飽和。

②有些拓撲的變壓器副邊就應該使用全波整流,如推挽、半橋、全橋拓撲,但一般都是中心抽頭;

③全橋整流要用4個二極體,成本高,且副邊電流要經過兩個二極體,損耗高,因此大多數場景下沒有應用價值;

④逆變器中的推挽公升壓電路是為數不多會使用全橋整流的場景,因為輸出電壓高達幾百伏,多乙個二極體壓降增加的損耗忽略不計,而變壓器副邊匝數可以減少一半,可以減少大量漆包線的成本;(比如逆變器上用的全橋整流的公升壓變壓器匝比為(3+3):100,如果用中心抽頭就要(3+3):(100+100)了)

⑤單管正激、雙管正激拓撲,使用全波整流沒有意義,因為到次級的電壓根本就沒有負半周,只有正半周,半波整流剛好,沒有必要畫蛇添足。

⑥反激不可使用全波整流。

關於反激需要詳細講講,因為圖一圖二這種就都是反激電源。

反激電源由於器件非常少,核心器件就乙個變壓器、乙個開關管、乙個二極體,因此非常適合於小功率電源使用,這也就是為什麼題主覺得大多數電源都是這樣的。但實際並不是,大功率電源比如電腦電源並不會使用反激拓撲。

反激拓撲有明顯的特徵:①變壓器原副邊極性相反;②次級二極體後無電感,直接跟著大濾波電容。

思考反激乙個週期內的工作過程,在開關管導通時初級通過原邊向變壓器磁芯儲存能量,在開關管關閉時變壓器磁芯則通過副邊向次級釋放能量,其原理與boost電路一致,只不過boost原副邊共用乙個線圈。二極體在反激的作用是,在開關管導通時阻止變壓器副邊的電流,這也正是不能使用全波整流的原因。

如果將反激的次級魔改為全橋整流,就會變成一種正激+反激的奇怪電路,此時要比較兩種拓撲下誰輸出電壓更高,誰就會block住另一種拓撲。因此在小占空比或過載時表現為正激,在輕載或大占空比下表現為反激。這種四不像拓撲在一些文獻中也有說明。

對於圖三中兩個電路,不考慮振盪電路,只分析拓撲:

圖三上的電路,就是前文講的魔改造拓撲,其正激輸出電壓因為電感電容位置不對(電感加了等於沒加),固定為輸入電壓/匝比;反激輸出電壓與魔改前一致。最終實際輸出電壓則是兩者中的較大值。

圖三下邊的電路,差一點就是標準的推挽拓撲,「差的一點」是二極體後的濾波電容多餘,需要去掉,否則不能調壓。但推挽拓撲本身就應該採用全波整流,而抽頭或全橋整流從原理上都是可以的。

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