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知识分享:推挽式变换器的基本原理

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1推挽式变换器的基本原理


推挽型功率变换器电路原理图,如图2- 16所示,是开关电源设计中基础拓扑结构之一-。

图2-16 电流型推挽全桥变换器电路

推挽电路就是两个不同极性晶体管的输出电路。推挽电路采用两个参数相同的功率BJT管或MOS管,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周期波形的导通任务。电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小、效率高。推挽式变换器既可以向负载输出功率,也可以从负载吸取功率。

如果输出级有两个MOS管,始终处于一个导通、一个截止的状态,也就是两个MOS管推挽相连,这样的电路称为推挽式电路或图腾柱(Totem-pole)输出电路。
推挽变换器有两个管在交替导通,以此达到比单管工作电路高的输出功率,由于初级线圈的中心抽头接在输入电源的正极,这样当一边 MOS管导通时,另外一边的 MOS管要承受耐压为两倍的电源电压,这对开关管的要求较高,所以一般用在DC/DC电源中。

推挽电路一般用在中型功率电路上,变压器双向激励且效率高,但容易出现磁偏现象。推挽式变换电路的功率比正激电路大一些,但存在开关管「直通」的危险。



工作时两个功率开关管V1、V2,交替导通或截止。当V1和V2分别导通时,W1和W2有相应的电流流过,这时变换器次级将有功率输出。当V1导通,V2截止时,V2集-射两端承受的电为 2Vin,而在V1、V2都处于截止时,它们所承受的电压为输入直流电压Vin。

将隔离式变压器的初级与次级都改为从中间抽头的方式,并且使初级的一半为单端正激式的初级电路,另外一半同样。由电路中初级绕组的电流方向可知,磁场的方向不是固定的。变压器的初级中每个绕组都串联了一个二极管,并且二极管D1,和D2,与初级的开关管相位同步,这样就可以实现初级不间断地向负载供电。


但是由于其初级电路运用了两个开关管,磁芯中的磁通在双向上不停地来回变动,虽然它的功率处理能力有所提升,但是它不是很稳定,容易造成开关管的损坏。

因此,推挽式变压器很少应用,使用的比较多的是它的变型:半桥型变换器以及全桥型变换器。后两者的次级电路结构与前者的相同,只是初级电路做了优化设计,从而使其稳定性、可靠性大大提高。

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