開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)（連載四十二）半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn)

1-8-2-6.半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn)

半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源與推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源一樣，由于兩個(gè)開(kāi)關(guān)管輪流交替工作，相當(dāng)于兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源同時(shí)輸出功率，其輸出功率約等于單一開(kāi)關(guān)電源輸出功率的兩倍。因此，半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出功率很大，工作效率很高，經(jīng)橋式整流或全波整流后，輸出電壓的電壓脈動(dòng)系數(shù)Sv和電流脈動(dòng)系數(shù)Si都很小，僅需要很小的濾波電感和電容，其輸出電壓紋波和電流紋波就可以達(dá)到非常小。

半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源最大的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件的耐壓要求比推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源對(duì)兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件的耐壓要求可以降低一半。因?yàn)椋霕蚴阶儔浩鏖_(kāi)關(guān)電源兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件的工作電壓只有輸入電源Ui的一半，其最高耐壓等于工作電壓與反電動(dòng)勢(shì)之和，大約是電源電壓的兩倍，這個(gè)結(jié)果正好是推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件耐壓的一半。因此，半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源主要用于輸入電壓比較高的場(chǎng)合，一般電網(wǎng)電壓為交流220伏供電的大功率開(kāi)關(guān)電源大部分都是用半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源。

半橋式開(kāi)關(guān)電源的變壓器初級(jí)線圈只需要一個(gè)繞組，這也是它的優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)小功率開(kāi)關(guān)電源變壓器的線圈繞制多少帶來(lái)一些方便。但對(duì)于大功率開(kāi)關(guān)電源變壓器的線圈繞制沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)椋蠊β书_(kāi)關(guān)電源變壓器的線圈需要用多股線來(lái)繞制。

半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的缺點(diǎn)主要是電源利用率比較低，因此，半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源不適宜用于工作電壓較低的場(chǎng)合。另外，半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件連接沒(méi)有公共地，與驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接比較麻煩。

半橋式開(kāi)關(guān)電源最大的缺點(diǎn)是，當(dāng)兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)K1和K2處于交替轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)的時(shí)候，兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件會(huì)同時(shí)出現(xiàn)一個(gè)很短時(shí)間的半導(dǎo)通區(qū)域，即兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)同時(shí)處于接通狀態(tài)。這是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)器件在開(kāi)始導(dǎo)通的時(shí)候，相當(dāng)于對(duì)電容充電，它從截止?fàn)顟B(tài)到完全導(dǎo)通狀態(tài)需要一個(gè)過(guò)渡過(guò)程;而開(kāi)關(guān)器件從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候，相當(dāng)于對(duì)電容放電，它從導(dǎo)通狀態(tài)到完全截止?fàn)顟B(tài)也需要一個(gè)過(guò)渡過(guò)程。

當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件分別處于導(dǎo)通和截止過(guò)渡過(guò)程時(shí)，即兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件都處于半導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)半導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)同時(shí)接通，它們會(huì)造成對(duì)電源電壓產(chǎn)生短路;此時(shí)，在兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)的串聯(lián)回路中將出現(xiàn)很大的電流，而這個(gè)電流并沒(méi)有通過(guò)變壓器負(fù)載。因此，在兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)K1和K2同時(shí)處于過(guò)渡過(guò)程期間，兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件將會(huì)產(chǎn)生很大的功率損耗。為了降低控制開(kāi)關(guān)過(guò)渡過(guò)程產(chǎn)生的損耗，一般在半橋式開(kāi)關(guān)電源電路中，都有意讓兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)的接通和截止時(shí)間錯(cuò)開(kāi)一小段時(shí)間。

單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源比雙電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源節(jié)省一個(gè)電容器，這是它的優(yōu)點(diǎn)。另外，單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源剛開(kāi)始工作的時(shí)候，輸出電壓差不多比雙電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源是輸出電壓高一倍，這種特點(diǎn)最適用于作為熒光燈電源，例如，節(jié)能燈或日光燈以及LCD顯示屏的背光燈等。

熒光燈一般開(kāi)始點(diǎn)亮的時(shí)候需要很高的電壓，大約幾百伏到幾千伏，而點(diǎn)亮以后工作電壓才需要幾十伏到1百多伏，因此，幾乎所有的節(jié)能燈無(wú)一不是使用單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源。

單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源也有缺點(diǎn)，就是開(kāi)關(guān)器件的耐壓要求比雙電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的耐壓高。