開關(guān)電源原理與設(shè)計（連載四十六）全橋式變壓器開關(guān)電源的優(yōu)缺點

1-8-3-5.全橋式變壓器開關(guān)電源的優(yōu)缺點

全橋式變壓器開關(guān)電源與推挽式變壓器開關(guān)電源一樣，由于兩組開關(guān)器件輪流交替工作，相當于兩個開關(guān)電源同時輸出功率，其輸出功率約等于單一開關(guān)電源輸出功率的兩倍。因此，全橋式變壓器開關(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，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，僅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。

全橋式變壓器開關(guān)電源最大的優(yōu)點是，對4個開關(guān)器件的耐壓要求比推挽式變壓器開關(guān)電源對兩個開關(guān)器件的耐壓要求可以降低一半。因為，全橋式變壓器開關(guān)電源4個開關(guān)器件分成兩組，工作時2個開關(guān)器件互相串聯(lián)，關(guān)斷時，每個開關(guān)器件所承受的電壓，只有單個開關(guān)器件所承受電壓的一半。其最高耐壓等于工作電壓與反電動勢之和的一半，這個結(jié)果正好是推挽式變壓器開關(guān)電源兩個開關(guān)器件耐壓的一半。

全橋式變壓器開關(guān)電源主要用于輸入電壓比較高的場合，在輸入電壓很高的情況下，采用全橋式變壓器開關(guān)電源，其輸出功率要比推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出功率大很多。因此，一般電網(wǎng)電壓為交流220伏供電的大功率開關(guān)電源大部分都是使用全橋式變壓器開關(guān)電源。而在輸入電壓較低的情況下，推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出功率又要比全橋式變壓器開關(guān)電源的輸出功率大很多。

全橋式變壓器開關(guān)電源的電源利用率比推挽式變壓器開關(guān)電源的電源利用率低一些，因為2組開關(guān)器件互相串聯(lián)，兩個開關(guān)器件接通時總的電壓降要比單個開關(guān)器件接通時的電壓降大一倍;但比半橋式變壓器開關(guān)電源的電源利用率高很多。因此，全橋式變壓器開關(guān)電源也可以用于工作電源電壓比較低的場合。

與半橋式開關(guān)電源一樣，全橋式變壓器開關(guān)電源的變壓器初級線圈只需要一個繞組，這也是它的優(yōu)點，這對小功率開關(guān)電源變壓器的線圈繞制多少帶來一些方便。但對于大功率開關(guān)電源變壓器的線圈繞制沒有優(yōu)勢，因為，大功率開關(guān)電源變壓器的線圈需要用多股線來繞。

全橋式變壓器開關(guān)電源的缺點主要是功率損耗比較較大，因此，全橋式變壓器開關(guān)電源不適宜用于工作電壓較低的場合，否則工作效率會很低。另外，全橋式變壓器開關(guān)電源中的4個開關(guān)器件連接沒有公共地，與驅(qū)動信號連接比較麻煩。

全橋式開關(guān)電源最大的缺點是，當兩組控制開關(guān)K1、K4和K2、K3處于交替轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)的時候，4個開關(guān)器件會同時出現(xiàn)一個很短時間的半導通區(qū)域，即兩組控制開關(guān)同時處于接通狀態(tài)。這是因為開關(guān)器件在開始導通的時候，相當于對電容充電，它從截止狀態(tài)到完全導通狀態(tài)需要一個過渡過程;而開關(guān)器件從導通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到截止狀態(tài)的時候，相當于對電容放電，它從導通狀態(tài)到完全截止狀態(tài)也需要一個過渡過程。

當兩組開關(guān)器件分別處于導通和截止過渡過程時，即兩組開關(guān)器件都處于半導通狀態(tài)時，相當于兩組控制開關(guān)同時接通，它們會造成對電源電壓產(chǎn)生短路;此時，在4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4個控制開關(guān)K1、K4和K2、K3同時處于過渡過程期間，4個開關(guān)器件將會產(chǎn)生很大的功率損耗。為了降低控制開關(guān)過渡過程產(chǎn)生的損耗，一般在全橋式開關(guān)電源電路中，都有意讓兩組控制開關(guān)的接通和截止時間錯開一小段時間。