9 半桥变换器

今天要跟大家介绍的是半桥变换器 半桥变换器呢 它是一个隔离的拓扑 也是一个正激类型的拓扑 它比较适用于一些大功率的一个场合 包括一些300W到1000W的一个应用 它的一个主要特点 就是说它会有一个上管跟下管的一个叠层的结构 就是说我们会使用这个半桥变换器的时候 一般都会需要一个浮驱来驱动 一个半桥的一个驱动器 那么对于半桥变换器来说呢 它的每个管子上它的一个最大的一个电压应力 它只会是输入电压 那么但是呢 我们在每个主管开通的时候 加到我们的变压器上的一个有效电压呢 却只会有一个输入电压的一半 也就是说 这个就是半桥变换器的一个主要的一个特点 那么对于半桥变换器来说呢 它的一个磁芯利用还算是比较高的 因为它的在整个开关周期之内 它的那个磁芯呢 都会是处于一个能量传递的过程 所以说我们可以说 这个半桥变换器的效率来说会比较高 同样的半桥变换器呢它在输出端 依然是可以看到 一个跟我们的开关频率是加倍的一个输出电压纹波 那么这个跟我们 前面讲到的 Push Pull 电路会比较类似 同时呢它的那个开关节点上也不会有一些振铃的现象 因为这个时候呢 开关节点上一些振铃 它都会通过我们的半桥变换器上管的体二极管 给回馈到我们的输入端 这个时候就是说会实现 一个效率与一个 EMI 的一个最大的一个优化 那么对于这一块半桥变换器 我们需要一个比较注意的地方 就是说它不建议使用一些电流模式的控制 因为采用电流模式控制的话 比较容易导致我们这个半桥变换器上 那个电容桥臂上的一个电压出现一些电压不平衡 或者是变压器出现一些偏磁的一些现象 所以说我们一般的情况下 在那个采用半桥变换器的时候 会推荐使用一些电压模式的控制方式 那么这里是一个半桥变换器的一个主功率图 我们这里可以看到它有上下两个管 Q1 跟 Q2 C1 跟 C2 会组成一个电容的桥臂 那么 Q1 跟 Q2 呢 会分别导通50%的一个开关周期 那么就是说 我们可以看到当 Q1 它导通的时候 我们的 C1 上的电压会直接通过这里 就是说会直接加到 Np 上 然后通过 Q1 然后形成这个电流回路 那么也就说 我们在 Np 上会看到一个 VC1 的一个电压 那么这个时候呢通过变压器的一个耦合 我们在副边上跟它同名端 相同的一个绕组上 就是说 Ns1 上也同样会产生一个电压 那么这个电压就是等于 VC1 乘以这个 Np 跟 Ns1 的一个匝比 那么这个电压的话会迫使 D1 导通 那么会加在 L1 上 会产生一个左正右负的电压 那么这样的这个电压的话 会产生一个电流的回路 也就是由 Ns1 通过 D1 再通过 L1 再通过输出 然后回到我们的Ns1这里 会产生这个电流回路 那么在这个时候呢 我们可以看到 就是说 L1 上的电流呢 会逐渐地以一个一定的斜率上升 那么这个斜率呢 就是跟我们的这一段的那个 Ns1 上的电压 跟那个输出电压的差值是有关系 同时呢如果这个时候我们主管关断之后 也就是说 Q1 关断之后呢 我们可以看到 就是说 L1 上它会产生一个反向的一个感应电动势 也就是说会变成一个右边为正左边为负的一个电压 但是呢同时呢它这个时候 L1 的电流依然要保持一个左正 就是由左边向右边流的一个方向 那么这个时候我们可以看到 就是说这个电流依然会流向输出 然后流回这个我们副边整流 也就是全波整流的一个中心节点 然后分成两路就是对半 然后会分别流向 Ns1 和 Ns2 然后再通过 D1、D2 最终流回我们 L1 的一个左端 那么在这个时候那个续流回路的时候呢 我们就可以看到这个整个变压器的话 就是 Ns1 跟 Ns2 它流过一个相同的电流 但是电流是反向的 所以说我们可以认为这个时候变压器是被短路的 所以说这个时候我们在原边上 我们 Q1、Q2 是只有一半的一个输出电压的一个应力