在开始讲不对称半桥之前,我们先介绍一下半桥的定义。半桥是一种电源变换器拓扑结构,它由两个功率晶体管(MOSFET)和二极管组成。
如果两个晶体管的导通时间不重叠,那么我们称之为对称半桥,反之,如果两个晶体管的导通时间重叠一段时间,那么我们称之为不对称半桥。
不对称半桥的工作原理与对称半桥类似,只是导通时间有所不同。当需要从低电压(如12V)向高电压(如220V)进行电压变换的时候,通过调整两个MOSFET的导通时间,可以实现不同频率下的高压输出。
以220V输出为例,当MOSFET1导通时,电源正极接通,当MOSFET2导通时,电源负极接通,同时通过二极管D2使输出电压的负极与电源负极相连,从而实现单向输出。MOSFET1和MOSFET2之间的切换频率由控制信号决定,控制信号的占空比调节可以实现不同的输出高压。
不对称半桥的优点在于输出平均电压高,输出效率高,适用于高电压、大功率的电源变换器设计。而缺点在于在MOSFET1和MOSFET2切换的瞬间,会有短暂的高电流激励,容易对晶体管产生损坏。
此外,不对称半桥的设计比对称半桥复杂,需要精确调节两个MOSFET的切换时间,并且二极管需要承受反向电流的作用。
不对称半桥广泛应用于高压直流输电、工业电源、电动车充电器等领域。由于其高效、稳定的特点,以及能够适应大功率、高电压的需求,在工业领域得到广泛的应用。