发表于:2004-09-24 13:02:00
楼主
我认为,电源变换器的电路选型一般情况下只需选用两种电路方案:
100瓦以下用单端反激方案。100瓦以上用全桥方案。
小功率时,单端反激电路有很多优点。
1、单端反激电路最主要的优点是电路简洁,成本低。一个20瓦有效输出的全隔离电源变换器,材料费大约是6-7元。在这个功率段上,其他电路形式很难做到这么低的成本。
2、由于电路简洁,在小功率情况下体积可以做得最小。如20瓦的变换器电路板面积可以做到34*46mm,其他电路形式就作不到。
3、单端反激电路有一个独特的优点是抗电网干扰能力最强。由于工作原理的原因,单端反激电路对来自电网的干扰全隔离,其他电路形式都作不到。
4、由工作原理决定了自身具有短路保护功能,一般情况下无需另加过流保护电路。这也是单端反激电路简洁的原因之一。
但是,单端反激电路也有一些缺点,使其不适合在大功率变换器上应用。
1、工作时大功率开关管承受的反压高,是全桥电路的一倍多。
2、工作时管子的峰值电流大,也是全桥电路的一倍左右。
3、变压器磁芯利用率低,还不到全桥电路的一半。因此,同样频率和输出功率下磁芯的体积大。
4、变换效率低。最高只能达到85%左右,小功率时只有70%左右,而全桥能达到93%以上。
5、输出波纹大。
在100瓦至1000瓦之间都应该选用全桥电路。
现在人们有个认识误区,认为半桥电路比全桥电路简单,所以在几百瓦的功率范围内都选用半桥电路。其实不然,全桥电路比半桥电路简单而且成本低。
表面上看,全桥用四只大功率开关管,而半桥只用两只。但是,全桥的四只大功率管在工作时的峰值电流只有半桥大功率开关管的一半。因此,管子的容量可以减小。由于全桥和半桥大功率开关管工作时承受的反压是一样的,都等于电源电压,因此,全桥开关管的价格比半桥的管子低。全桥的四只管子比半桥的两只管子贵不了很多。但是,全桥前级滤波只用一只电解电容,而半桥前级用两只电解电容。虽然全桥电解电容的耐压要比半桥的高一倍,但所用的容量却比半桥的小一倍,一只高压小容量电解的价格比两只低压大容量电解的价格低。再有,半桥因为用两只电解电容串联滤波,为了平衡电解电容两端的电压,还要在每个电解上并一个电阻,而全桥不用。这样,在主回路部分半桥反而还多了一只元件,这样,半桥电路在主回路部分的成本很可能还要高于全桥电路。
更主要的是,高可靠性的电源变换器,应该使电路工作时的每一个周波下大功率开关管都不会出现过电流。要做到这一点,必须逐个周波监测电流。半桥电路因为正、负两个半波的电流分别走上下两个桥臂,因此,没有一个简单办法同时检测正、负两个半周的电流。为了检测到流经两个大功率开关管的电流,只好在变压器的主回路串联一个电流互感器,再在电流互感器次级线圈用四只高速二极管作全桥整流,整流之后还要用一个电阻取得电压信号,然后再送到闭锁电路控制输出功率管。全桥电路就没有这么麻烦。因为全桥正、负两个半周的电流最后都流到地线,这样,在桥路下边的两个开关管发射极对地之间串联一个电阻就把两个半周的电流信号取出来了,这样,就比半桥电路少用了5个元件,并且没有了体积大,价格高,引线多的电流互感器。干扰还比用互感器小。
因此,总的来看全桥电路要比半桥电路简单许多。且成本低。所以,做100瓦以上的变换器应该使用全桥而不是半桥。
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