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關(guān)于推挽式電路的優(yōu)缺點剖析

發(fā)布時間:2017-06-06 責(zé)任編輯:susan

【導(dǎo)讀】推挽式電路是什么?推挽式電路是一種放大電路,它按功放輸出級放大元件的數(shù)量,可以分為單端放大器和推挽放大器。
 
單端放大器的輸出級由一只放大元件(或多只元件但并聯(lián)成一組)完成對信號正負兩個半周的放大。單端放大機器只能采取甲類工作狀態(tài)。
 
推挽放大器的輸出級有兩個“臂”(兩組放大元件),一個“臂”的電流增加時,另一個“臂”的電流則減小,二者的狀態(tài)輪流轉(zhuǎn)換。對負載而言,好象是一個“臂”在推,一個“臂”在拉,共同完成電流輸出任務(wù)。盡管甲類放大器可以采用推挽式放大,但更常見的是用推挽放大構(gòu)成乙類或甲乙類放大器。
 
推挽式開關(guān)電源的優(yōu)點
 
①電壓輸出特性很好
 
由于它的兩個控制開關(guān)K1和K2輪流交替工作,其輸出電壓波形非常對稱,并且開關(guān)電源在整個工作周期之內(nèi)都向負載提供功率輸出,其輸出電流瞬間響應(yīng)速度很高,并且它是所有開關(guān)電源中電壓利用率最高的開關(guān)電源,它在輸入電壓很低的情況下,仍能維持很大的功率輸出,所以被廣泛應(yīng)用于低輸入電壓的DC/AC逆變器,或DC/DC轉(zhuǎn)換器電路中。
 
 
②是一個輸出電壓特性非常好的開關(guān)電源
 
它經(jīng)橋式整流或全波整流后,其輸出電壓的電壓脈動系數(shù)Sv和電流脈動系數(shù)Si都很小,因此只需要一個很小值的儲能濾波電容或儲能濾波電感,就可以得到一個電壓紋波和電流紋波都很小的輸出電壓。
 
③開關(guān)電源的工作效率很高
 
它的變壓器屬于雙極性磁極化,磁感應(yīng)變化范圍是單極性磁極化的兩倍多,并且變壓器鐵心不需要留氣隙,因此,它的變壓器鐵心的導(dǎo)磁率比單極性磁極化的正激或反式開關(guān)電源變壓器鐵心的導(dǎo)磁率高很多倍;這樣變壓器初、次級的線圈匝數(shù)可比單極性磁極化變壓器初、次級的線圈匝數(shù)少一倍以上,漏感以及銅阻損耗都比單極性磁極化變壓器小很多。
 
④驅(qū)動電路簡單
 
它的兩個開關(guān)器件有一個公共接地端,相對于半橋式或全橋式開關(guān)電源來說,驅(qū)動電路要簡單很多,這也是一個優(yōu)點。
 
下面了解下半橋式以及全橋式開關(guān)電源與推挽式開關(guān)電源的優(yōu)缺點
 
半橋式以及全橋式開關(guān)電源
  
它們都有一個共同缺點,就是當(dāng)兩個控制開關(guān)K1和K2處于交替轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)的時候,兩個開關(guān)器件會同時出現(xiàn)一個半導(dǎo)通區(qū),即兩個控制開關(guān)同時處于接通狀態(tài);這是因為開關(guān)器件在開始導(dǎo)通的時候,相當(dāng)于對電容充電,它從截止?fàn)顟B(tài)到完全導(dǎo)通狀態(tài)需要一個過渡過程;而開關(guān)器件從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)的時候,相當(dāng)于對電容放電,它從導(dǎo)通狀態(tài)到完全截止?fàn)顟B(tài)也需要一個過渡過程;當(dāng)兩個開關(guān)器件分別處于導(dǎo)通和截止的過渡期間,就會同時出現(xiàn)半導(dǎo)通狀態(tài),此時,相當(dāng)于兩個控制開關(guān)同時接通,會對電源電壓產(chǎn)生短路,在兩個控制開關(guān)的串聯(lián)回路中將出現(xiàn)很大的電流,而這個電流并沒有通過變壓器負載。因此,在兩個控制開關(guān)K1和K2分別處于導(dǎo)通和截止的過渡期間,兩個開關(guān)器件將會產(chǎn)生很大的功率損耗。
 
推挽式開關(guān)電源
  
它不會存在這種損耗。因為,當(dāng)控制開關(guān)K1將要關(guān)斷的時候,開關(guān)變壓器的兩個初級線圈N1繞組和N2繞組都會產(chǎn)生反電動勢,而N2繞組產(chǎn)生的反電動勢正好與輸入電流的方向相反;此時,即使是K2開關(guān)器件處于半導(dǎo)通或全導(dǎo)通狀態(tài),在短時間內(nèi),在K2組成的電路中都不會出現(xiàn)很大的工作電流,并且在電路中,兩個控制開關(guān)也不存在直接串通的回路;因此不會像半橋式,以及全橋式開關(guān)電源那樣出現(xiàn)兩個控制開關(guān)同時串通的可能性,這也是推挽式開關(guān)電源的一個優(yōu)點。
 
推挽式開關(guān)電源的主要缺點
  
它的兩個開關(guān)器件需要很高的耐壓,其耐壓必須大于工作電壓的兩倍,因此在220V交流供電設(shè)備中很少使用。另外,直流輸出電壓可調(diào)整式推挽開關(guān)電源輸出電壓的調(diào)整范圍比反激式開關(guān)電源輸出電壓的調(diào)整范圍小很多,并且需要一個儲能濾波電感;因此不宜用于要求負載電壓變化范圍太大的場合,特別是負載很輕或經(jīng)常開路的場合。
 
它的變壓器有兩組初級線圈,對于小功率輸出是個缺點,對于大功率輸出是個優(yōu)點。因為大功率變壓器的線圈繞組一般都用多股線來繞制,因此兩組初級線圈與用雙股線繞制沒有根本區(qū)別,并且兩個線圈與單個線圈相比可以降低一半電流密度。
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