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半桥变换电路设计与应用

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：半桥变换电路的原理如图4.15 所示，工作波形如图4.16 所示。图4.15半桥电路原理图在半桥电路中，S1 与S2 交替导通，使变压器一次侧形成幅值为Ui/2 的交流电压。当滤波电感L 的电流连续时，输出电压为图4.16半桥电路的理想化波形当输出电感电流不连续，输出电压Uo 将高于式的计算值，并随负载减小而升高。在负载为零的极限情况下，半桥变换电路变压器利用率高，且没有偏磁问题，所以广泛用于数百W 至kW 的开关电源中。

半桥变换电路的原理如图4.15 所示，工作波形如图4.16 所示。

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图4.15　半桥电路原理图

在半桥电路中，S1 与S2 交替导通，使变压器一次侧形成幅值为Ui/2 的交流电压。改变开关的占空比，就可以改变二次侧整流电压ud 的平均值，也就改变了输出电压Uo。

S1 导通时，二极管VD1 处于通态，S2 导通时，二极管VD2 处于通态，当两个开关都关断时，变压器绕组W1 中的电流为零，VD1 和VD2 都处于通态，各分担一半的电流。

S1 或S2 导通时电感L 的电流逐渐上升，两个开关都关断时，电感L 的电流逐渐下降，S1和S2 断态时承受的峰值电压均为Ui。

由于电容的隔直作用，半桥电路对由于两个开关导通时间不对称而造成的变压器一次侧电压的直流分量有自动平衡作用，因此不容易发生变压器的偏磁和直流磁饱和。

当滤波电感L 的电流连续时，输出电压为

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图4.16　半桥电路的理想化波形

当输出电感电流不连续，输出电压Uo 将高于式（4.31）的计算值，并随负载减小而升高。在负载为零的极限情况下，

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半桥变换电路变压器利用率高，且没有偏磁问题，所以广泛用于数百W 至kW 的开关电源中。与后面介绍的全桥逆变电路相比，半桥变换电路所需要的开关器件少（但输出相同电压时器件的电压等级要高），输出同样功率时成本低一些。