半桥与全桥的优缺点比较

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 楼主 | 2017-8-30 20:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
全桥和半桥是我们用的较多的电路,来比较下
 楼主 | 2017-8-30 20:37 | 显示全部楼层
半桥逆变式功率转换主电路

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 楼主 | 2017-8-30 20:38 | 显示全部楼层
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 dc, 变压器原边电压为±1/2V
dc。工作波形如下:

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 楼主 | 2017-8-30 20:41 | 显示全部楼层
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 Vdc, 变压器原边电压为±V dc。如下图所示:

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 楼主 | 2017-8-30 20:42 | 显示全部楼层
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
 楼主 | 2017-8-30 20:42 | 显示全部楼层
半桥式电路的开关管数量少,成本也就相应的低
 楼主 | 2017-8-30 20:43 | 显示全部楼层
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
 楼主 | 2017-8-30 20:47 | 显示全部楼层
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
 楼主 | 2017-8-30 20:47 | 显示全部楼层
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 Cb 来解决不平衡的问题
 楼主 | 2017-8-30 20:48 | 显示全部楼层
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
 楼主 | 2017-8-30 20:50 | 显示全部楼层
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
 楼主 | 2017-8-30 20:50 | 显示全部楼层
而加了这个电容, 当变压器线圈续流能量过多时, 就会给 Cb 充 电( C1 、C2 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
存在线圈里,形成剩磁,从而解决磁通不平衡的问题
 楼主 | 2017-8-30 20:51 | 显示全部楼层
当半桥电路工作在 220VAC 状态时,就不需要隔直电容的存在了
 楼主 | 2017-8-30 20:52 | 显示全部楼层
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
 楼主 | 2017-8-30 20:53 | 显示全部楼层
当在某一周期,电感续流给 C2 充电时,能量过多,C2 两端电压就会偏高一点,本来会产生剩磁的能量就储存在电容内了,同时 C1 两端电压会相应偏低一点,下一个周期 C2 放电时,由于 duty 不变,就不会把多余的能量全部释放掉, 也就是说, C2 两端的电压仍会比正常值偏高一点,但已经没有高那么多了,接着是 C1 放电,由于它的电压比正常值偏低,释放的能量也会少一些,继续使 C2 两端电压降低,直至达到一个新的平衡
 楼主 | 2017-8-30 20:53 | 显示全部楼层
简单的说就是两个电容把变压器内多余的能量自动进行分配,直至平衡,而不产生剩磁
 楼主 | 2017-8-30 20:57 | 显示全部楼层
半桥和全桥电路的适用场合也不相同。 我们可以先看一下变压器原边的电压波形,半桥式电路变压器原边电压为±1/2Vdc,而全桥式电路变压器原边电压为±Vdc。P=V 原边*I 输入,要想输出相同的功率,半桥式电路的输入电流就要是全桥式电路的 2 倍
 楼主 | 2017-8-30 20:58 | 显示全部楼层
换句话说,如果他们的开关电流一样,电源输入电压也相等,半桥式的输出功率将是全桥式的一半
| 2017-8-30 21:00 | 显示全部楼层
半桥式电路不适用于大功率的逆变电路
| 2017-8-30 21:02 | 显示全部楼层
由于其输入电压电流的不同,变压器的设计上也存在一定的区别,半桥式电路变压器原边线径要粗一些, 全桥式电路的原边线圈匝数则要相对多一些。
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