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半桥电路详细讲解?

239 2024-01-10 03:36 admin   手机版

一、半桥电路详细讲解?

      在PWM和电子镇流器当中,半桥电路发挥着重要的作用。半桥电路由两个功率开关器件组成,它们以图腾柱的形式连接在一起,并进行输出,提供方波信号。本篇文章将为大家介绍半桥电路的工作原理,以及半桥电路当中应该注意的一些问题,希望能够帮助电源新手们更快的理解半桥电路。

首先我们先来了解一下半桥电路的基本拓扑:

半桥电路的基本拓扑电路图

电容器C1和C2与开关管Q1、Q2组成桥,桥的对角线接变压器T1的原边绕组,故称半桥变换器。如果此时C1=C2,那么当某一开关管导通时,绕组上的电压只有电源电压的一半。

半桥电路概念的引入及其工作原理

电路的工作过程大致如下:

参照半桥电路的基本拓扑电路图,其中Q1开通,Q2关断,此时变压器两端所加的电压为母线电压的一半,同时能量由原边向副边传递。

Q1关断,Q2关断,此时变压器副边两个绕组由于整流二极管两个管子同时续流而处于短路状态,原边绕组也相当于短路状态。

Q1关断,Q2开通。此时变压器两端所加的电压也基本上是母线电压的一半,同时能量由原边向副边传递。副边两个二极管完成换流。

半桥电路中应该注意的几点问题

偏磁问题

原因:由于两个电容连接点A的电位是随Q1、Q2导通情况而浮动的,所以能够自动的平衡每个晶体管开关的伏秒值,当浮动不满足要求时,假设Q1、Q2具有不同的开关特性,即在相同的基极脉冲宽度t=t1下,Q1关断较慢,Q2关断较快,则对B点的电压就会有影响,就会有有灰色面积中A1、A2的不平衡伏秒值,原因就是Q1关断延迟。

如果要这种不平衡的波形驱动变压器,将会发生偏磁现象,致使铁心饱和并产生过大的晶体管集电极电流,从而降低了变换器的效率,使晶体管失控,甚至烧毁。

在变压器原边串联一个电容的工作波形图

解决办法:在变压器原边线圈中加一个串联电容C3,则与不平衡的伏秒值成正比的直流偏压将被次电容滤掉,这样在晶体管导通期间,就会平衡电压的伏秒值,达到消除偏磁的目的。

用作桥臂的两个电容选用问题:

从半桥电路结构上看,选用桥臂上的两个电容C1、C2时需要考虑电容的均压问题,尽量选用C1=C2的电容,那么当某一开关管导通时,绕组上的电压只有电源电压的一半,达到均压效果,一般情况下,还要在两个电容两端各并联一个电阻(原理图中的R1和R2)并且R1=R2进一步满足要求,此时在选择阻值和功率时需要注意降额。此时,电容C1、C2的作用就是用来自动平衡每个开关管的伏秒值,(与C3的区别:C3是滤去影响伏秒平衡的直流分量)。

直通问题:

所谓直通,就是Q1、Q2在某一时刻同时导通的现象,此时会构成短路。

解决措施:

可以对驱动脉冲宽度的最大值加以限制,使导通角度不会产生直通。

还可以从拓扑上解决问题,才用交叉耦合封闭电路,使一管子导通时,另一管子驱动在封闭状态,直到前一个管子关断,封闭才取消,后管才有导通的可能,这种自动封锁对存储时间、参数分布有自动适应的优点,而且对占空比可以满度使用的。

副边为全波电路

副边为全桥电路

两个电路的选择主要是考虑以下两点:

1、根据输出电压的高低,考虑管子的安全问题;

2、功率损耗的问题,主要是开关管和副边绕组的损耗问题;

半桥电路的驱动问题:

1、原边线圈过负载限制:要给原边的功率管提供独立的电流限制;

2、软启动:启动时,要限制脉宽,使得脉宽在启动的最初若干个周期中慢慢上升;

3、磁的控制:控制晶体管驱动脉冲宽度相等,要使正反磁通相等,不产生偏磁;

4、防止直通:要控制占空比上限缩小;

5、电压的控制和隔离:电路要闭环控制,隔离可以是光电隔离器、变压器或磁放大器等;

6、过压保护:通常是封闭变换器的开关脉冲以进行过压保护;

7、电流限制:电流限制安装在输入或输出回路上,在发生短路时候起作用;

8、输入电压过低保护:规定只有在发挥良好性能的足够高的电压下才能启动;

9、此外,还要有合适的辅助功能:如浪涌电流限制和输出滤波环节等。

半桥电路的驱动特点:

1、上下桥臂不共地,即原边电路的开关管不共地。

2、隔离驱动。

二、半桥电路的半桥电路?

半桥电路是两个三极管或MOS管组成的振荡

半桥结构如是两个功率开关器件以图腾柱的形式相连接,以中间点作为输出,提供方波信号。

三、uc3842半桥式开关电源电路?

答:UC3842 构成的开关电源电路,220V 市电由C1、L1 滤除电磁搅扰,负温度系数的热敏电阻Rt1 限流,再经VC 整流、C2 滤波,电阻R1、电位器RP1 降压后加到UC3842 的供电端(⑦脚),为UC3842 供给建议电压,电路建议后变压器的付绕组③④的整流滤波电压一方面为UC3842 供给正常作业电压,另一方面经R3、R4 分压加到过失拓展器的反相输入端②脚,为UC3842 供给负反响电压,其规矩是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小,以此安稳输出电压。

四、开关电源入门电路讲解?

开关电源入门电路通常由以下几个部分组成:

1. 整流电路:将交流电源转换为直流电源。整流电路通常由桥式整流电路或者中心点整流电路组成。

2. 滤波电路:用于去除整流电路输出的脉动电压。滤波电路通常由电容器和电感器组成。

3. 开关电路:用于将直流电源转换为高频脉冲信号。开关电路通常由开关管和驱动电路组成。

4. 变压器:用于将高频脉冲信号变换为所需的输出电压。变压器通常由高频变压器和输出变压器组成。

5. 输出电路:用于输出所需的电压和电流。输出电路通常由输出电容器和负载组成。

开关电源的工作原理是:将交流电源通过整流电路转换为直流电源,然后通过开关电路将直流电源转换为高频脉冲信号,再通过变压器将高频脉冲信号变换为所需的输出电压,最后通过输出电路输出所需的电压和电流。

需要注意的是,开关电源的设计

五、开关电源的次级电路讲解?

开关电源的次级电路是指在开关电源的输出端添加的电路,一般是用来满足不同应用场景下的功率需求和电压要求。次级电路一般包括输出滤波电路、稳压电路以及保护电路等。其中,输出滤波电路主要用于滤除开关电源输出的高频噪声和电磁干扰信号,以得到稳定的直流输出电压;稳压电路则是根据应用场景的不同要求,在开关电源输出端添加的一种稳压电路,用于保证输出电压的稳定性;保护电路则用于保护开关电源和连接的负载免受电压过高、过载、短路等异常情况的损害。总之,开关电源的次级电路对于保证输出电压的稳定性、提高电源的可靠性和使用寿命非常重要,因此在设计和使用时应加以重视。

六、半桥电路公式?

设整流前的电压有效值为U2、

电阻负载,RL—负载电阻。

全波整流后的电压平均值U0≈0.9×U2,

半波整流后电压平均值U0≈0.45×U2

七、h桥电路详细讲解?

传感器h桥置位电路工作原理:H 桥电路就是控制电机正反转的。

P 型场效应管 Q1、Q2 与 2 个 N 型场效应管 Q3、Q4 组成,所以它叫 P-NMOS 管 H桥。桥臂上的 4 个场效应管相当于四个开关,P 型管在栅极为低电平时导通,高电平时关闭;N 型管在栅极为高电平时导通,低电平时关闭。场效应管是电压控制型元件,栅极通过的电流几乎为“零”。

八、半桥开关电源原理?

半桥式开关电源原理是由于两个开关管轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。因此,半桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高,经桥式整流或全波整流后,输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小,仅需要很小的滤波电感和电容,其输出电压纹波和电流纹波就可以达到非常小。

九、全桥开关电源原理讲解?

全桥式开关电源原理是是由于两个开关管轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。因此,半桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高,经桥式整流或全波整流后,输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小,仅需要很小的滤波电感和电容,其输出电压纹波和电流纹波就可以达到非常小。

十、半桥电路与全桥电路的区别?

半桥电路指半波整流电路,半波整流电路一般情况下只需要一个二极管,变压器绕组交流电正半周时D导通,负半周时D截止,负载R上得到的是脉动的直流电。

全桥电路指桥式整流电路,也可认为它是全波整流电路的一种,变压器绕组按接四只二极管D1~D4,四只相同的整流二极管,接成电桥形式,故称桥式整流电路。

利用二极管的导引作用,使在负半周时也能把次级输出引向负载。在正半周时由D1、D2导引电流自上而下通过负载,负半周时由D3、D4导引电流也是自上而下通过负载 , 从而实现了全波整流。

 

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