在PWM和電子鎮(zhèn)流器當中,半橋電路發(fā)揮著重要的作用。半橋電路由兩個功率開關(guān)器件組成,它們以圖騰柱的形式連接在一起,并進行輸出,提供方波信號。本篇文章將為大家介紹半橋電路的工作原理,以及半橋電路當中應該注意的一些問題,希望能夠幫助電源新手們更快的理解半橋電路。
首先我們先來了解一下半橋電路的基本拓撲:
半橋電路的基本拓撲電路圖
電容器C1和C2與開關(guān)管Q1、Q2組成橋,橋的對角線接變壓器T1的原邊繞組,故稱半橋變換器。如果此時C1=C2,那么當某一開關(guān)管導通時,繞組上的電壓只有電源電壓的一半。
半橋電路概念的引入及其工作原理
電路的工作過程大致如下:
參照半橋電路的基本拓撲電路圖,其中Q1開通,Q2關(guān)斷,此時變壓器兩端所加的電壓為母線電壓的一半,同時能量由原邊向副邊傳遞。Q1關(guān)斷,Q2關(guān)斷,此時變壓器副邊兩個繞組由于整流二極管兩個管子同時續(xù)流而處于短路狀態(tài),原邊繞組也相當于短路狀態(tài)。Q1關(guān)斷,Q2開通。此時變壓器兩端所加的電壓也基本上是母線電壓的一半,同時能量由原邊向副邊傳遞。副邊兩個二極管完成換流。
半橋電路中應該注意問題匯總
偏磁問題
原因:由于兩個電容連接點A的電位是隨Q1、Q2導通情況而浮動的,所以能夠自動的平衡每個晶體管開關(guān)的伏秒值,當浮動不滿足要求時,假設(shè)Q1、Q2具有不同的開關(guān)特性,即在相同的基極脈沖寬度t=t1下,Q1關(guān)斷較慢,Q2關(guān)斷較快,則對B點的電壓就會有影響,就會有有灰色面積中A1、A2的不平衡伏秒值,原因就是Q1關(guān)斷延遲。
如果要這種不平衡的波形驅(qū)動變壓器,將會發(fā)生偏磁現(xiàn)象,致使鐵心飽和并產(chǎn)生過大的晶體管集電極電流,從而降低了變換器的效率,使晶體管失控,甚至燒毀。
在變壓器原邊串聯(lián)一個電容的工作波形圖
解決辦法:在變壓器原邊線圈中加一個串聯(lián)電容C3,則與不平衡的伏秒值成正比的直流偏壓將被次電容濾掉,這樣在晶體管導通期間,就會平衡電壓的伏秒值,達到消除偏磁的目的。
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