使用半桥式变换电路的优化设计

为了减小开关晶体管的电压应力，可以采用半桥式变换电路，它是离线式开关电源较好的拓扑结构。电容器C₁、C₂与开关晶体管VT₁、VT₂组成半桥式变换电路，如图1-7所示。桥的对角线接高频变压器TR的一次绕组。如果C₁=C₂，当电源V_in接通后，某一只开关晶体管导通，绕组上的电压只有电源电压V_in的一半。在稳定的条件下，VT₁导通，C₁上的电压V_in/2加在变压器的一次绕组上。由于一次绕组电感和漏感的作用，电流继续流入一次绕组黑点标示端。如果变压器一次绕组漏感储存的电能足够大，二极管VD₆导通，钳位电压进一步变负。在VD₆导通的过程中，反激能量对C₂进行充电。连接点A的电压在阻尼电阻的作用下，以振荡形式最后回到中间值。如果这时VT₂的基极有触发脉冲，则VT₂导通，一次绕组黑点标示电压变负，I_P电流加上磁化电流流经一次绕组和VT₂，然后重复前面的过程。不同的是I_P变换了方向。二极管VD₅对晶体管VT₁的导通钳位，反激能量再对电容C₁进行充电。

图1-7 半桥式变换电路

二次电路的工作过程如下：当VT₁导通时，变压器二次绕组电压V_S使VD₁导通，这与正激式变换电路的工作相同。当VT₁截止时，两个绕组的电压都下降。在二次电感L的反激下，储能继续向负载R_L提供电能。当变压器二次绕组电压下降到零时，二极管VD₂起着续流作用，二次电压V_S下降到零。在稳定的条件下，晶体管处于导通期间，通过L的电流增加；当晶体管关断截止时，L上的电流减小，这期间它的平均值等于输出电流I_o。输出电压为(www.xing528.com)

由上式可知，通过控制占空比，在电源电压V_in和负载电流I_o发生变化时，可以保持输出电压V_o不变。

半桥式变换电路要求VT₁、VT₂具有相同的开关特性，但是，即使是在相同的基极脉冲宽度的作用下，也很难保证两只晶体管导通和截止的时间相同。如果用这种不平衡的波形驱动变压器，将会产生偏磁现象，其结果将导致磁心产生磁饱和，从而降低了效率，严重时将导致晶体管烧毁。解决的办法是在一次侧加一只电容C₄。