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1、滴水不漏全桥电路的拓扑结构解析2014-07-09来源:电子信息网 全桥是将四个二极管封装在一起形成连接好的桥式整流电路。由于全桥电路封闭性较强,不容易产生泄流;而半桥电路在振荡转换之间就很容易出现使电流波形变坏的情况,并且产生干扰。所以有些电源的设计就选择了全桥电路来进行产品的设计。本文主要介绍了全桥电路的基础拓扑结构,并且对通导时间做出了解释。 这里整理一下移相全桥电路的基础,基础的拓扑结构为: 其控制方法在《脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术》划分为9类,不过可综合成下面四种组态: 1.两臂固定导通时间Ton=D×Ts/2; 2.Q1&Q3
2、向前导通Ton=(D×Ts/2+Tadd)~Ts/2,可调节;【可细分为Ton=Ts/2和Ton<> 3.Q2&Q4向后导通Ton=(D×Ts/2+Tadd)~Ts/2,可调节;【可细分为Ton=Ts/2和Ton<> 4.Q2&Q4向后导通并且Q1&Q3向前导通;Ton=(D×Ts/2+Tadd)~Ts/2,可调节;【可细分为Ton1定义工作状态:】 第一、+1状态:Q1,Q4同时导通,或d1,d4同时导通。a,b两点间电压Vab=+Vin。第二、-1状态:Q3,Q2同时导通,或d3,d2同时导通。a,b两点间电压Vab=-Vin。第三、0状态:(Q1,Q4)
3、&(d1,d4)不同时导通,并且(Q3,Q2)&(d3,d2)不同时导通。a,b两点间电压Vab=0。 三种切换方式1.+1=>-1^-1=>+1 分析过程: 初始时刻:Q1、Q4导通,向副边传输能量。 下一时刻,Q1、Q4同时关断。因为有C1,C4,Q1,Q4电压缓升,是零电压关断。在变压器原边漏感Lt的影响下,原边电流方向不变,该电流给C1,C4充电,C2,C3放电。 C1,C4充电至vin,C2,C3放电至0后,二极管D2,D3导通(Vab=-Vin)。以上是暂态过程,实际持续的时间很短,但是由于存在一段时间(Doff),因此此时随着Ip的下降至零,开关
4、管及其反并二极管都在关断状态,电容和漏感发生谐振,导致C2,C3在Q2,Q3开通的时候电压并不为零,因此电容的能量完全消耗在开关管上,这样无法实现软开关。因此+1=>-1时是无法实现软开关的。 2.+1=>0^-1=>0 超前臂为Q1和Q3,Q1关断时C1电压为0,因此实现了零电压关断。Q1关闭以后,由于副边电流不变,也不变,Ip导致C1成线性电压充电,线性电压放电。C3C3电压放完后,D3导通,由此Q3可顺利实现零电压开通。Q3开通后,Vab=0,这就是所谓的+1=>0的过程。 零状态存在两种模式:第一、Ip为很恒定电流(恒流模式)第二、Ip为零(复位模式)
5、 3.0=>+1^0=>-1 漏感中仍存在电流 Q4断时,电流从Q4网络充至C2和C4,C2的压降下降,C4的压降增加。当C2电压为零时,D2开通,Q2了顺利实现零电压开通。这种方式成为0=>+1的过程。但是漏感过小导致了C4的电压并不能一定增加到Vin,因此可能需要增加辅助网络。漏感已无电流Q4零电流关断,Q2也是零电流开通。以上所有的分析还需要仿真模型进行进一步的支持。 在成本方面,半桥电路的成本较低,电路也比较容易形成。而全桥电路的成本比较高,并且电路相对复杂。但是通过介绍我们也能看出全桥电路的某些特点也是半桥电路所不具备的。所以充分了解好两种电路的基础知识并且
6、加以灵活的运用就能巧妙的弥补这两种电路缺点并且扬长避短。
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