电子阔少

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【原创】讲一下全桥式逆变变换电源DCAC回路的有关原理知识

2021-9-8 21:49:12 显示全部楼层
本帖最后由 电子阔少 于 2021-9-8 21:51 编辑

全桥式逆变变换电路是DCAC电路的基础,这种电路应用广泛,在各种直流电源比如电池向交流负载供电时,就需要这种电路,还比如交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置等等,其核心电路部分就是这种电路的模型的演变。

全桥在电路当中的展现形式是将连接好的整流电路中四个二极管封装在一起,所以在使用全桥时要考虑到整流电路以及工作电压等因素,需要进行全方位的分析才能使电路顺利的运行。

图01.jpg

图1



如图1所示。VTl、VT2、VT3、VT4组成4个桥臂。高频变压器T连接在它们中间。相对臂上的VTl、VT4和VT2、VT3由驱动电路激励而交替导通,将直流输入电压变换成高频方波交流电压。其工作过程与推挽式功率转换电路一样。这样,高频变压器工作时,其初级线圈得到的电压即为电源电压。它是半桥电路输出电压的一倍,而每个晶体管耐压仍为电源电压,使输出功率增大一倍。若使电流达到半桥电路的水平,即电流增大一倍的话,则输出功率就可以增大4倍。


下面讲一下这种电路的主回路原理,这种全桥式开关电源主回路,跟桥式整流电路十分相似,但功能不同,整流电路是把交流电变成直流电,
如图2
图2全桥整流电路.jpg

图2

而全桥式开关电源则是把直流电变成交流电,它的四个开关管分为两组,VT1、VT4为一组, VT2、VT3为一组,如图3中的颜色不同的开关管,每组的两个开关管受一个脉冲控制。两组开关管与一次绕组串联,轮流导通,在一次绕组中产生方向相反的感应电压,通过开关变压器耦合到次级,整流后给负载供电。

图3全桥式开关电源.jpg

图3

下面就分析一下这种全桥式开关电源的两种工作状态。
当VT1、VT4导通时,如图4,电路中的电流路径为:
电源正极--VT1--一次绕组1、2--VT4--电源负极,一次绕组中的电流方向为由上到下,并产生1正2负的感应电压,二次绕组中感应出5正、3负的感应电压,二极管VD1导通,向负载供电的同时给电容C充电。
图4为这个通路的电流回路。
图5 (2).jpg

图4


VT2、VT3导通的感应电压,二极管VD1导通,向负载供电的同时给电容C充电。
VT2、VT3导通时,电路中的电流路径为:电源正极--VT3--一次绕组2,1--VT2--电源负极,一次绕组中的电流方向为由下至上,并产生2正1负的感应电压,二次绕组中感应出4正、3负的感应电压,二极管VD2导通,向负载供电的同时给电容C充电。
如图5是VT2、VT3导通的电流回路。

图6.jpg

图5



这种电路综合了半桥式和推挽式变换器的优点,适合构成大功率变换器。

全桥电路的主要缺点是结构复杂,成本较高。因为在实际的电源设计中采用这样的电路时,因为需要4组彼此绝缘的晶体管基极驱动电路,使控制驱动电路成本增大并复杂化。


本文所讲的全桥式逆变变换电源DCAC回路原理,是全桥式逆变变换电源核心模型,很多全桥式开关电源都是根据这个模型进行演变,比如,要想设计一款具有优良性能的移相全桥变换器,其两个桥臂的开关管均在零电压软开关条件下运行,开关损耗小,结构简单,顺应了直流电源小型化、高频化的发展趋势,因此在中大功率DCDC变换场合得到了广泛应用。


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luokuipeng

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luokuipeng 2021-9-8 22:24:43 显示全部楼层
这种在桥和线圈中间加一个电容是不是更好,防止直流短路的发生

curton

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