开关变压器是一种制造高效稳定电源的电子设备。其主要功能是将一个电源的电压通过变压器变换后输出到负载上。开关变压器结构复杂,但在实际应用中,其使用简单、效率高,输出电压稳定。
开关变压器需要输入电流来启动,通过转化输入电流变成左右阶段的半波或全波交流电源,实现输出电压的调节和变换。其中,最常用的开关变压器类型为“半桥式”和“全桥式”两种,两者的拓扑结构差异较大。
半桥式开关变压器是一种常用的开关变压器结构。其拓扑结构特点是具有两个独立的电压输入,分别输入到两个高侧开关管的源极上,低端与对向的开关管汇流至一个中心点,通过中心点输出电压。在控制两组开关管的半个周期内,两个高侧开关管交替导通,尽可能地减少了输出电源带来的电磁干扰。
半桥式结构成本相对较低,容易实现,但由于两个电源输入电路无法共享电源输入电阻,需要精细地调试两个电源输入电路之间的相位,保证正、负半周输出电压的平衡,同时防止电源输入电阻对输出电压稳定性的影响。
与半桥式相比,全桥式开关变压器是一种更为复杂的电路结构。其主要特点是具有四个高侧开关管,与四个低侧开关管对应,在中心点处获得输出电压。
全桥式结构相较于半桥式除了多了二个开关管以外,最大的区别在于其电源输入电路可以实现共享电源输入电阻,减轻整个电路在运行时的功率损耗和热损失,更容易实现对输出电压的平衡调节,因此全桥式结构的输出电压更加稳定,更适用于高功率输出稳定电压的场合。
开关变压器是一种在电子设备中常用的电源变换设备,尤其在中高功率电源上应用广泛。半桥式开关变压器和全桥式开关变压器是两种主流的实现方式,在应用上出现的频率较高。如何选择两种开关变压器当中的哪一种取决于用户具体的应用场景,主要的参数包括输出负载容量和输出电压的稳定性,以及系统成本等。