推挽全桥半桥变换器
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，其工作原理是利用电感储能和电容滤波器来实现电压变换。
以下是反激式、正激式、推挽式、半桥式和全桥式开关电源的优缺点分析。
1.反激式开关电源：优点：-体积小，结构简单，成本较低。
-输出电流大，适用于一些高功率应用。
-效率较高，在负载率低时仍能提供稳定的输出电压。
缺点：-输出电压稳定性较差，容易受到输入电压波动的影响。
-输入电流波形不纯净，含有较高的谐波成分。
-输出电流变化较大时容易产生振荡和噪音。
2.正激式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好，能够提供较为纯净的输出电流。
-输出电流较大，适用于一些高负载应用。
-效率较高，在大部分负载条件下都能保持较高的效率。
缺点：-体积较大，结构相对复杂。
-成本较高。
-在负载率低时效率较低。
3.推挽式开关电源：优点：-输出频率较高，适用于一些高频应用。
-输出电压稳定性较好。
-体积相对较小，结构简单。
缺点：-输出电流相对较小。
-效率较低，在大负载条件下会有较大的功率损耗。
-容易受到电容和电感等元器件的损耗影响，导致输出电压不稳定。
4.半桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
5.全桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
总结：根据以上分析，不同的开关电源拓扑在不同应用场景中具有不同的优缺点。
在选择开关电源时，应根据具体应用需求，综合考虑输出电压稳定性、输出电流、效率、结构复杂性、成本等因素，选择最适合的拓扑结构。
推挽式变换器
推挽式变换器单端直流变换器都有共同的缺点，就是高频变压器只工作在磁滞回线的一侧，磁芯的的利用率较低，易于饱和。
双端型直流变换器可以工作在一三象限，利用率较高。
双端式直流变换器有推挽式、全桥式、和半桥式三种。
1.电路拓扑图其中NP1=NP2=NP，NS1=NS2=NS。
N为变比。
2.电路原理及波形图假设储能电感的电感量远大于临界电感，电路工作在电流连续模式。
（1）VT1开通，VT2关断。
NP1下正上负，根据NP2与其同名端位置判定，也为下正上负。
每段电压为Ui,VT2承受两倍Ui.二次侧VD1正向偏执，VD2截止。
由变压器关系的us=Ui/n，VD2承受2倍反向电压2Ui/n。
电感L储能。
（2）VT1，VT2截止。
截止后变压器两端磁通均保持不变，电压均为零。
储能电感L放电，VD1，VD2均正向偏执导通，也起到续流二极管的作用。
电感两端电压=-Uo。
（3）VT1关断，VT2关断。
NP2上正下负，根据NP1与其同名端位置判定其也为上正下负。
每段电压为Ui,VT1承受两倍Ui.二次侧VD2正向偏执，VD1截止，承受2倍反向电压2Ui/n。
电感L 再次储能。
（4）VT1，VT2都截止。
截止后变压器两端磁通均保持不变，电压均为零。
储能电感L放电，VD1，VD2均正向偏执导通，也起到续流二极管的作用。
电感两端电压=-Uo。
3输出电压Uo虽然一个周期为T但是由于（2）（4）过程的存在，两个开关的导通时间都小于0.5T。
每个功率开关管的占空比为D，D=ton/T,总占空比Do=2D。
输出电压Uo=2DUi/n。
4 优点：变压器磁芯利用率高，输出功率大，纹波电压小。
驱动电路简单缺点：变压器绕组利用率低，功率开关管都要承受2倍电源电压或者更高，对器件的耐压要求更高。
开关电源：单管自激,反激,推挽,半桥,全桥
图 2.4 单端正激式开关电源
单端反激式开关电源 反激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流电压激励 时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的 激励电压被关断后才向负载提供功率输出，这种变压器开关电源称为反激式 开关电源。反激式开关电源是在反极性（Buck—Boost）变换器的基础上演 变而来的，它具有以下优点： 比正激式开关电源少用一个大储能滤波电感及一个续流二极管，因此，体积 比正激式开关电源的要小，且成本也要低。
C18 Q5 C1815 22u50V
+
D17 R21 1N4148 12k
R27 1.5k
HW.79 94V-0
S-100N-R5
2000-11-21
+
C17 1u50V
MW
S-100-24 IN 110VAC 1.9A IN 220VAC 0.8A OUT 24VDC 4.5A
TL494 管脚功能及参数
+
R3 100R 2W 102 1kV FMX 1
C2
+V +V
1k 2W
C1 +
SCK054
TF-096
C3
D3S B-60 -0.5
N C10 4.7u50V T2 D7 R6 T028 15R
3A250V R13 580k 1/2W RT C6 220u 200V 470u 35V x5
开关电源：单管自激，反激，推挽，半桥，全桥
单端正激式开关电源 正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正被直流电压激励 时，变压器的次级线圈正好有功率输出。它是在 BUCK 电路的开关管 Q 与续 流二极管 D 之间加入单端变压隔离器而得到的。它具有以下优点： 1) 正激变换器利用高频变压器的一次侧、二次侧绕组隔离的特点，可以方 便的实现交流电网和直流输出之间的隔离。 2) 正激变换器电路简单，成本很低，能方便的实现多路输出。 3) 正激变换器只有一个开关管，只需一组驱动脉冲；其对控制电路的要求 比双端变换器低。
推挽直直变换器与桥式直直变换器
阻负载时只有开关管中有电流流过，感性负载时
开关管和二极管中都有电流流过。
南京邮电大学
Q1和Q2 导通小于180o工作 如果Q1和Q2导通时间减少，则输出电压为宽度小
于180o的方波，若输出端接电阻负载时，负载电 流波形和电压波形相同；输出端接电感负载时， 若电感量为L，则电感电流iL波形为三角波，Q1 导通，电流上升；Q1关断，电感电流iL经D2续流 ，电流以斜率下降。D2续流，使Vin加在W12上，在 W2绕组上，电压极性反向，如图中阴影部分所示 。如果Q1和Q2 导通时间分别大于T/4，则在感性 负载时，输出电压VO为180o的交变方波，不再受Q1 和Q2 导通时间的影响。
IpmaxW W12 I0(W W12)2
VinDy 4Lf fs
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14
因iDR1和iDR2就是流过变压器副边绕组的电流，若
不计变压器的励磁电流，则变压器原边绕组电流 的最大值为：
ID R 1 m axID R 2m axID F W m axI0W W 1 24 L V ifnfsD y
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下图是推挽直流变换器的主要波形。在Q1或Q2导通期间，
变压器副边绕组中感应电势为vw2，电压脉冲宽度决定于Q1
或Q2的导通时间ton，幅值为
W W
2 1
V
in
，为一交流电。该电压经
整流管整成一个直流方波电压。滤波电感电流在电流连续
时为三角波，图中给出了流过DR1、DR2和DFW的电流波形。
流过变压器原边的电流最大值也就是流过开关管 电流的最大值。开关管的反并二极管不流过负载 电流，仅流过铁芯磁复位时的磁化电流。
精力都放在降低输入电压纹波的原因所在。
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推挽全桥半桥变换器概要21页PPT
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
▪ห้องสมุดไป่ตู้
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
21
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
LCD TV电源逆变器工作原理OZ9938、9939,推挽、半桥、全桥电路
半桥电路（HALF-BRIDGE） 半桥电路（HALF-BRIDGE）
电路形式
全桥电路（FULL-BRIDGE） 全桥电路（FULL-BRIDGE）
电路形式
驱动芯片
芯片厂商：OZ、 BITEK、ROHM、 芯片厂商：OZ、MPS 、BITEK、ROHM、 MAXIM、Fairchild等 Microsemi 、MAXIM、Fairchild等 芯片功能： 芯片功能： 允许/禁止 软启动、点灯/正常频率设定 禁止、 正常频率设定、 允许 禁止、软启动、点灯 正常频率设定、 开灯保护OLP/过压保护 过压保护OVP/过流保护 开灯保护 过压保护 过流保护 OCP、模拟/数字调光等 、模拟 数字调光等
OZ9938/OZ9939
1. 2.
电压反馈
电流反馈
实例分析
以公司自己开发的LIPS22二合一电源为例， 以公司自己开发的LIPS22二合一电源为例，着重分析逆变器 LIPS22二合一电源为例 部分 LIPS22电源输入12V/2.5A左右 电压范围10.8 电源输入12V/2.5A左右， 10.8－ LIPS22电源输入12V/2.5A左右，电压范围10.8－13.2V 输出4 输出4灯，直形灯管 启动时，灯管两端电压＝ 启动时，灯管两端电压＝1.9kV ，f＝60kHz 正常工作时，灯管两端电压＝ 正常工作时，灯管两端电压＝ 780Vrms/7mA ，f＝43kHz LPWM间歇频率＝125Hz左右 LPWM间歇频率＝125Hz左右 间歇频率 具有OLP开灯保护、OVP过压保护 2K电阻高压端对地保护 OLP开灯保护 过压保护、 具有OLP开灯保护、OVP过压保护、2K电阻高压端对地保护
2 s 2
波特图
谐振电路
谐振电路的变换
全桥 VS 半桥 VS推挽 VS 正激 VS反激
推挽VS 全桥VS半桥VS 正激VS反激1、推挽型(Push-Pull) DC/DC这种电路结构的特点是：对称性结构，脉冲变压器原边是两个对称线圈，两只开关管接成对称关系，轮流通断，工作过程类似于线性放大电路中的乙类推挽功率放大器。
主要优点：输入回路中仅有一个MOSFET的通态压降，产生的通态损耗较小，适用于低压电池输入UPS电源。
电源电压利用率高（与后面要叙述的半桥电路相比）、输出功率大、两管基极均为低电平，驱动电路简单。
主要缺点：功率管承受高电压（2 • VIN）；磁芯利用率低：推挽式变压器需要有一个中间抽头的原边绕组，且每一个绕组只有在交替电源脉冲条件下才被激活，这表明原边的绕组的利用率只有50%。
应用领域：低输入电压的电源。
2、全桥型DC/DC这种电路结构的特点是：由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。
图中T1、T4为一对，由同一组信号驱动，同时导通/关端；T2、T3为另一对，由另一组信号驱动，同时导通/关端。
两对开关管轮流通/断，在变压器原边线圈中形成正/负交变的脉冲电流。
主要优点：与推挽结构相比，原边绕组减少了一半，开关管耐压降低一半。
主要缺点：使用的开关管数量多，且要求参数一致性好，驱动电路复杂，实现同步比较困难。
这种电路结构通常使用在1KW以上超大功率开关电源电路中。
应用领域：大功率工业用电源、焊接电源、电解电源等。
3、半桥型DC/DC电路的结构类似于全桥式，只是把其中的两只开关管（T3、T4）换成了两只等值大电容C1、C2。
主要优点：磁芯的利用率较为完全，具有一定的抗不平衡能力，对电路对称性要求不很严格；适应的功率范围较大，从几十瓦到千瓦都可以；开关管耐压要求较低；电路成本比全桥电路低等。
这种电路常常被用于各种非稳压输出的DC变换器，如电子荧光灯驱动电路中。
主要缺点：当任一开关导通TON 时间，原边只加载了输入电压的一半。
因此，要实现与推挽式转换器一样的输出功率，需要加倍的原边开关电流。
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两组开关器件轮流交替工作，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，全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，其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感，就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是，对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为，全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组，工作时2个开关器件互相串联，关断时，每个开关器件所承受的电压，只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半，这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下，采用全桥式变压器开关电源，其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此，一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下，推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联，两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍；但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此，全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样，全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组，这也是它的优点，这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
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Switching Power Supply Techniques
1
第三章 开关电源基本拓扑结构
一、拓扑结构分类
二、基本分析方法
三、开关电源基本拓扑
2
隔离型拓扑结构
推挽变换器
Push-pull Converter
3
推挽变换器
基本电路
特点： 1、变压器磁芯双边磁 化磁芯，磁芯利用率高， 变压器体积可减理
* *
9
全桥变换器
偏磁问题
铁心偏磁是由于加在电感或变压器线圈的 正、反两个方向的V - s 面积不等所造成的。 当电感或变压器线圈加以交变电压时, 铁 心内磁链满足的方程
如果u 是对称方波, 磁链是对称锯齿波。 正、负半周磁链的变化量分别为
如果u 的幅度或宽度受到扰动, 造成正、 反两方向V - s 面积不等, 即Δψ+≠Δψ- ， 磁密的摆动范围就会产生漂移。
14
半桥变换器
基本工作原理
BS Bm
-Im(max) Im(max)
B = 2Bm
-Bm
15
半桥变换器
考虑变压器漏感时的工作原理
BS
Bm
-Im(max) Im(max)
B = 2Bm
-Bm
16
开关电源基本拓扑
五种变换器的比较
17
五种变换器的比较
电路 优点 电路较简单，成本 低，可靠性高，驱 动电路简单 缺点
4
推挽变换器
基本工作原理
1. 有续流二极管时
5
推挽变换器
2. 无续流二极管时
6
隔离型拓扑结构
全桥变换器
Full-bridge Converter
7
全桥变换器
基本电路
特点:
1. 变压器原边一个线圈,但双边磁化,变压器利用率高; 2. 变压器原边工作电压为输入电源电压; 3. 存在直流偏磁问题; 4. 原边存在电压短路的可能性.
有直通问题，可靠性 低，需要复杂的隔离 驱动电路
1000瓦
各种工业用 开关电源， 计算机设备 用开关电源 等
19
10
全桥变换器
当偏磁严重时, 铁心必将进入深度饱和, 造成磁化电流剧增,可能损坏 功率管。引起正、反两方向V - s 面积不等的具体原因有: ①功率管 开关速度的差异; ②功率管通态压降不同; ③各路信号传输延迟不同。 全桥电路抑制偏磁的方法是在主变压器一次回 路中串入电容器。电容能自动消除正、反两个 方向V - s 面积的差异。举例说, 若VT1 、VT4 的通态压降比VT2 、VT3 的通态压降小, 造成 VT1 、VT4 开通时V - s 面积比VT2 、VT3 开通 时V - s 面积要大,则在电容两端建立起左“ + ” 右“ - ”的电压VC ,使得VT1 、VT4 开通时加在 变压器一次侧的电压为( E - VC - V1、4) , 而VT2 、 VT3 开通时加在变压器一次侧的电压为( E + VC - V2、3) (其中V1、4 、 V2、3为VT1 、VT4 和VT2 、 VT3 的通态压降) , 直到两个方向的V - s 面积相 等, VC 便稳定下来。
变压器单向励 磁，利用率低 一般最大 输出功率 200瓦
应用领域 各种中、小 功率开关电 源
小功率和消 费电子设备、 计算机设备 开关电源
正激型
升压型
难以达到较大 电路非常简单，成 的功率，变压 本很低，可靠性高， 器单向励磁， 驱动电路简单 利用率低 变压器双向励磁， 变压器一次电流回 路中只有一个开关， 有偏磁问题 通态损耗较小，驱 动简单
11
全桥变换器
防止偏磁的方法
12
隔离型拓扑结构
半桥变换器
Half-bridge Converter
13
半桥变换器
基本电路
特点: 1. 变压器磁芯双边磁化磁芯，磁芯利用率高; 2. 开关管承受的电压为电源电压，可在电源电压较高的场合 应用; 3. 分压电容C1和C2有助于消除变压器的直流偏磁; 4. 原边存在电压短路的可能性.
300瓦
推挽型
500瓦
低输入电压 的开关电源
18
五种变换器的比较
电路 优点 缺点
一般最大 输出功率
应用领域
全桥型
变压器双向 励磁，容易 达到大功率
结构复杂，成本高， 可靠性低，需要复杂 >1000瓦 的多组隔离驱动电路， 有直通和偏磁问题
大功率工业 用开关电源、 焊接电源、 电解电源等
半桥型
变压器双向 励磁，无变 压器偏磁问 题，开关较 少，成本低