半桥电路工作原理与应用
半桥差动电路的工作原理
半桥差动电路的工作原理
半桥差动电路是一种常用的功率放大电路，主要应用于直流电机驱动、逆变器、变频器等电力领域。
其工作原理如下：
该电路由两个互补型晶体管组成，其中一个为N型晶体管，另一个为
P型晶体管。
两个晶体管的集电极互相连接，形成输出端，而它们的基极
则通过电阻与信号源相连。
N型和P型晶体管之间的输出端通过负载电阻RL连接到电源VCC和GND之间。
当输入信号为高电平时，P型晶体管的基极电压为零，所以没有电流
通过，N型晶体管的基极电压为正，电流将流过它的源极、负载电阻RL
和N型晶体管的汇极。
此时，电路的输出电压为VCC-IRL，其中IRL为负
载电阻上的电流。
当输入信号为低电平时，P型晶体管的基极电压为负，电流将流过它
的源极、负载电阻RL和P型晶体管的汇极。
此时，电路的输出电压为
IRL-GND。
因此，当输入信号为高电平时，半桥电路输出高电平，负载电压为正；当输入信号为低电平时，输出低电平，负载电压为负。
这样，在不同的输
入信号下，半桥电路可以产生正反转的输出电压，从而驱动电机的正反转。
另外，由于半桥电路的输出端由两个晶体管的集电极组成，因此它具
有一定的防抖性能，可以有效减少电磁干扰对输出信号的影响。
半桥电路的运行原理
半桥电路的运行原理半桥电路是一种常用的电路拓扑结构，用于实现对直流电源的变换和控制。
它是由两个功率MOSFET管和两个脉宽调制电路（PWM）组成的。
在半桥电路中，两个MOSFET管被连接在控制电路的输出引脚上，它们可以根据脉宽调制信号的控制来开启或关闭。
1.脉宽调制信号生成：首先，需要生成一个脉宽调制信号，用于控制MOSFET管的开关。
脉宽调制信号一般是由一个比较器和一个参考信号生成器组成。
比较器将一个三角波信号与参考信号进行比较，得到一个脉冲宽度的输出信号。
这个脉宽调制信号的频率一般是几十kHz，用于控制MOSFET管的开启和关闭。
2.MOSFET管的开关控制：通过脉宽调制信号，可以控制MOSFET管的开启和关闭。
在一个周期中，脉宽调制信号的高电平时间决定了MOSFET管的导通时间，低电平时间则决定了导通时间。
当脉宽调制信号高电平时，MOSFET管打开并导通，将直流电源的正极连接到负极。
当脉宽调制信号低电平时，MOSFET管关闭，断开直流电源的连接。
3.电压变换：当MOSFET管打开时，直流电源的正极连接到负电极，负电极上的电压为0V。
当MOSFET管关闭时，负电极上的电压为直流电源的电压。
通过周期性地开关MOSFET管，可以实现对直流电源的电压变换。
由于电压的变化是通过开关控制的，可以实现任意大小的电压变换。
4.输出滤波：在半桥电路中，直流电源的负电极是经过周期性开关的，因此会存在一些脉冲噪声。
为了去除这些脉冲噪声，需要在半桥电路的输出端口添加一个滤波电路。
滤波电路一般由电感和电容组成，它们能够平滑输出电压，并确保输出电压的稳定性。
总结起来，半桥电路通过脉宽调制信号来控制MOSFET管的开启和关闭，从而实现对直流电源的电压变换。
它的运行原理简单明了，结构简单，因此在实际应用中被广泛使用。
半桥电路中应该注意的几点问题-电源网
CP-HW开发部 贾志涛 2006.09. 10
主要内容
一、半桥电路概念的引入及其工作原理
二、半桥电路中应该注意的几点问题 三、项目PSR650-A中使用的半桥电路介绍
2 Emerson Confidential
一、半桥电路概念的引入及其工作原理
半桥电路的基本拓扑：
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。
4 Emerson Confidential
二、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（下页）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。
10 Emerson Confidential
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二、半桥电路中应该注意的几点问题
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。
11 Emerson Confidential
用作桥臂的两个电容选用问题：
半桥差动电路的工作原理
半桥差动电路的工作原理1.初始状态下，两个电力开关装置均关闭，电流无法通过负载，电路处于断开状态。
2.当需要将直流供电转换为交流电源时，第一个电力开关装置（A装置）关闭，使电流通过电路的一个半桥。
第二个电力开关装置（B装置）保持打开状态，连接到保护地（通常是电源的负极），形成负载的另一个半桥。
3.当A装置关闭时，负载电流通过A装置的蓄电池充电。
当B装置保持打开时，电流经过负载并通过B装置回流到保护地。
4.当负载电流达到设定值时，A装置打开，B装置关闭，电流通过负载流动，但此时由于没有电力开关闭合，电源的正极和负极之间出现了一个反向电压。
5.当负载电流降低到一定阈值时，A装置关闭，B装置打开，电流通过负载回流到保护地。
6.反复执行步骤4和步骤5，半桥差动电路实现了周期性的交流输出。
```+D.C. Power -- +--O----< O O>--+-- AC Load+---< O O>------+-- Protection Ground```1.这种电路结构简单，成本较低，适用于一些低功率应用。
2.由于只需要两个电力开关装置，与其他类型的电路相比，其电路复杂度较低。
3.半桥差动电路可以提供单相交流输出，并能够适应较大的电流要求。
4.由于电流通过负载时没有电力开关闭合，因此可以减少电路中的开关损耗。
总之，半桥差动电路是一种常用的电力转换电路，适用于将直流电源转换为交流负载的应用。
它通过两个电力开关装置的间断开关操作，实现了周期性的交流输出，并具有结构简单、成本低、适应大电流要求等优点。
半桥电路工作原理与应用
半桥电路工作原理与应用半桥电路是一种常用的电源开关电路，具有简单、可靠、高效的特点。
它由两个功率开关管（一般为MOS管或IGBT）和两个二极管组成。
其中，一个功率开关管和一个二极管连接在正电源上，另一个功率开关管和另一个二极管连接在负电源上。
这样就形成了一个由两个平衡的并联电流通道组成的电路。
当半桥电路的控制信号为高电平时，两个功率开关管之间存在低电平，此时上面的功率开关管导通，下面的功率开关管关闭。
在这种情况下，正电源的电能通过导通的功率开关管流向电路负载，再经过下面的二极管流回负电源，完成一个半周期的电流循环。
当半桥电路的控制信号为低电平时，两个功率开关管之间存在高电平，此时下面的功率开关管导通，上面的功率开关管关闭。
在这种情况下，负电源的电能通过导通的功率开关管流向电路负载，再经过上面的二极管流回正电源，完成另一个半周期的电流循环。
通过控制信号的高低电平变化，可以使半桥电路实现不同的输出方式，如全电压输出、半电压输出和零电压输出等。
半桥电路的应用：1.电源变换器：半桥电路可以通过控制信号的切换，将输入电源的直流电压转换成所需的交流电压，用于给各种电器设备供电。
这种应用主要用于电动工具、家用电器和工业自控设备等领域。
2.可逆变频电源：半桥电路可以将直流电源转换为交流电源，实现电机的调速控制。
这种应用主要用于工业现场的电机控制和电力系统的逆变频调节。
3.电力因数补偿装置：半桥电路可以通过控制信号的切换，将电源的有功电流和无功电流进行动态调节，从而实现对电力因数的补偿。
这种应用主要用于电力系统的功率因数调节和效率提升。
4.光伏逆变器：半桥电路可以将光伏电池的直流输出转换为交流输出，供电给电网。
这种应用主要用于光伏发电系统的连接和电力输送。
总结：半桥电路是一种常用的电源开关电路，具有简单、可靠、高效的特点。
它通过切换功率开关管和二极管的导通状态，实现对输入电源的电能流向进行控制。
通过控制信号的高低电平变化，可以实现不同的输出方式。
半桥电路的工作原理及应用
半桥电路的工作原理及应用主要内容一、半桥电路概念的引入及其工作原理二、半桥电路中应该注意的几点问题三、项目PSR650-A中使用的半桥电路介绍一、半桥电路概念的引入及其工作原理半桥电路的基本拓扑：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。
一、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：A、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。
B、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。
C、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。
二、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（下页）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。
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。
半桥LLC工作原理
半桥LLC工作原理一、引言半桥LLC是一种常用的电路拓扑结构，广泛应用于电力电子领域，特别是在变换器和逆变器中。
本文将介绍半桥LLC的工作原理及其在电力电子领域的应用。
二、半桥LLC的结构半桥LLC由一个半桥逆变器和一个LLC谐振电路组成。
半桥逆变器由两个开关管组成，用于将直流电压转换为交流电压。
LLC谐振电路则由电感、电容和电阻组成，用于实现电压的谐振和稳定。
三、工作原理1. 开关管工作时，半桥逆变器将直流电压转换为高频交流电压。
其中一个开关管导通，另一个关闭，通过不同的导通方式，可以控制输出电压的大小和频率。
2. 转换后的交流电压经过谐振电路，实现电压的谐振和稳定。
谐振电路由电感、电容和电阻组成，通过调节电感和电容的数值，可以实现不同的谐振频率和电压稳定度。
3. 通过控制半桥逆变器的开关管导通和关闭的时机，可以实现输出电压的调节和控制。
四、工作原理分析1. 谐振特性：半桥LLC的谐振电路具有较好的谐振特性，可以实现高效率的能量转换。
谐振电路通过电感和电容的振荡，将能量存储在电感中，再通过开关管的控制，将能量传递给输出负载。
2. 零电压切换：半桥LLC的开关管在导通和关闭的过程中，可以实现零电压切换。
这意味着在开关管切换时，电流和电压都接近于零，可以减少开关损耗和电磁干扰。
3. 输出电压调节：通过调节半桥逆变器的开关管导通和关闭的时机，可以实现输出电压的调节。
控制开关管的导通时间可以改变输出电压的幅值，控制开关管的关闭时间可以改变输出电压的频率。
4. 电压稳定性：半桥LLC的谐振电路具有较好的电压稳定性。
谐振电路通过电感和电容的振荡，实现电压的稳定输出。
同时，通过控制开关管的导通和关闭的时机，可以实现电压的精确控制。
五、应用领域半桥LLC广泛应用于电力电子领域，特别是在变换器和逆变器中。
其主要应用包括：1. 变换器：半桥LLC可以将直流电压转换为交流电压，并实现电压的调节和控制。
在电力系统中，变换器常用于电能的转换和配电。
半桥电路工作原理与应用
半桥电路工作原理与应用半桥电路是一种常见的功率电子变换器，主要用于将直流电源转换为交流电源。
它由两个功率开关管（通常是MOSFET或IGBT）、两个自由轮二极管和一个输出变压器组成。
半桥电路的工作原理如下：1.当上管（开关管1）导通时，电源正极接到上管的源极，下管（开关管2）为关断状态。
此时，电源正极的电流通过上管、输出电感和输出负载，形成一个闭合的回路，使得电源电流向负载输出。
2.当上管关断时，自由轮二极管导通，形成一个回路，使得自由轮二极管上的电流通过输出电感和输出负载，形成一个闭合的回路，此时实现了电流的连续流动。
半桥电路的工作过程可以简化为以下几个步骤：1.上管导通，电源正极的电流通过上管和输出电感进入负载。
2.上管关断，自由轮二极管导通，形成一个回路，使得负载中的电流通过自由轮二极管和输出电感回流。
3.根据负载的需求，不断循环上述两个步骤，从而实现负载的功率输出。
半桥电路具有以下优点：1.支持双向电流流动，可以在正、反两个方向上实现电流的流动，从而实现输出电流的正反转。
2.具有较高的功率转换效率，能够将入口电源的直流电转换为交流电，从而实现功率的传输与控制。
3.结构简洁，控制电路相对简单，容易实现自动化控制与运行。
半桥电路的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1.逆变器。
半桥电路可以将直流电源转换为交流电源，常见的应用如逆变器，用于将直流电池的电能转换为交流电，供给交流负载。
2.高频开关电源。
半桥电路可以通过高频开关，实现对电能的快速调节与变换，用于驱动电机、LED照明等领域。
3.高效电力转换器。
半桥电路可用于功率因素校正、电网无电池微网、交流调压调功等电力转换应用，能够提高电能的利用效率。
4.汽车电子。
半桥电路可以用于汽车电子，例如电动汽车的电驱动系统、DC-DC转换器等。
总之，半桥电路作为一种常见的功率电子变换器，具有结构简单、控制方便、功率效率高等优点，广泛应用于各个领域，对于实现电能的转换与控制具有重大意义。
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三、项目PSR650-A中使用的半桥电路介绍
半桥电路与双正激电路相比,主要的优点有: A、在功率管开关频率相同的情况下,输出滤波电 感上的频率提高了一倍,从而减小了滤波电感的体 积。 B、一般工作状态下，由于存在一个桥臂两管都截 止的状态，因此当MOS管关断时，其DS电压将先 上升到二分之一母排电压处，然后等另外一个管 子开通时才继续上升到母排电压。因此稳态下 MOS管电压尖峰相对双正激来说很小，因此MOS 管不需要加吸收电路，同时对变压器的漏感要求 也不是非常严格。
二、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（下页）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。
二、半桥电路中应该注意的几点问题
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。
二、半桥电路中应该注意的几点问题
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）。
在电路中既可以使用电解电容做桥臂也可以使用 金膜电容做桥臂：使用金膜电容做桥臂相对电解电 容有几个好处：
a：可以不用考虑两个桥臂电容的分压问题。因为 金膜电容电压可以做的比较高，一般对母线电压为 400多伏的情况，使用两个630V的金膜电容串联，其 电压降额余量相当大。
b：不用考虑安规的问题。金膜电容即使损坏，也 没有电解电容漏液和爆炸的问题。
半桥电路的工作原理及应用
CP-HW开发部 2006.09.10
主要内容
一、半桥电路概念的引入及其工作原理 二、半桥电路中应该注意的几点问题 三、项目PSR650-A中使用的半桥电路介绍
一、半桥电路概念的引入及其工作原理
半桥电路的基本拓扑：
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。
三、项目PSR650-A中使用的半桥电路介绍
半桥拓扑开关管的稳态关断电压等于输 入电压，而不象推挽、单端正激那样为输入 电压的两倍。所以桥式电路拓扑广泛用于直 接电网的离线式变换器。而对推挽等拓扑来 说，两倍的电网整流电压将超过开关管的安 全耐压容限。因此，输入网压为220V或是更 好的场合几乎都是使用桥式拓扑。
二、半桥电路中应该注意的几点问题
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。
二、半桥电路中应该注意的几点问题
半桥电路的驱动特点： A、上下桥臂不共地，即原边电路的开关管不共地 。 B、隔离驱动。
一、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：
A、 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。
B、 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。
C、 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。
三、项目PSR650-A中使用的半桥电路介绍
半桥电路原理图
分流器的作用，进行相应的限流保护。
三、项目PSR650-A中使用的半桥电路介绍
SG3525芯片控制隔离变压器，隔离变压器在提供足够的驱动 电压给半桥电路中的开关供电，从而达到控制开关管的目的。
三、项目PSR650-A中使用的半桥电路介绍
二、半桥电路中应该注意的几点问题
直通问题：
所谓直通，就是Q1、Q2在某一时ຫໍສະໝຸດ 同时导通的现象 ，此时会构成短路。
解决措施：
A、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。
B、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。
二、半桥电路中应该注意的几点问题
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几点： A、根据输出电压的高低，考虑管子的安全问题； B、功率损耗的问题，主要是开关管和副边绕组的损耗问题；
二、半桥电路中应该注意的几点问题
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；