開關(guān)電源原理與設(shè)計（連載二十八）整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源

整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源，由于兩個開關(guān)管輪流交替工作，相當(dāng)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，推挽式變壓器開關(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，僅需要很小的濾波電感和電容，其輸出電壓紋波就可以達(dá)到非常小。

圖1-30是橋式整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源工作原理圖，除了整流濾波電路以外，其余部分電路的工作原理基本與圖1-27相同。橋式整流電路由D1、D2、D3、D4組成，C為儲能濾波電容，R為負(fù)載電阻，Uo為直流輸出電壓，Io為流過負(fù)載電阻的電流。

圖1-31是全波整流輸出的推挽式變壓器開關(guān)電源工作原理圖，同樣，除了整流濾波電路以外，其余部分電路的工作原理基本與圖1-27和圖1-30相同。但開關(guān)變壓器的次級需要多一個繞組，兩個繞組N31、N32輪流輸出電壓;全波整流電路由D1、D2組成，C為儲能濾波電容，R為負(fù)載電阻，Uo為直流輸出電壓，Io為流過負(fù)載電阻的電流。

圖1-30與圖1-31比較，橋式整流輸出的推挽式變壓器開關(guān)電源比全波整流輸出的推挽式變壓器開關(guān)電源多用兩個整流二極管，但全波整流輸出的開關(guān)變壓器又比橋式整流輸出的開關(guān)變壓器多一組次級線圈。因此，圖1-30橋式整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源比較適用于輸出電流相對較小的情況;而圖1-31全波整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源比較適用于輸出電流相對較大的情況。因為，大電流整流二極管成本高，而且損耗功率也比較大。

下面我們來詳細(xì)分析圖1-30橋式整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源和圖1-31全波整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源的工作原理。

由于圖1-30橋式整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源或圖1-31全波整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源的電壓輸出電路中都接有儲能濾波電容，儲能濾波電容會對輸入脈動電壓起到平滑的作用，因此，圖1-30和圖1-31中輸出電壓Uo都不會出現(xiàn)很高幅度的電壓反沖，其輸出電壓的峰值Up基本上就可以認(rèn)為是半波平均值Upa。其值略大于正激輸出nUi，即：橋式整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源或全波整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源，整流濾波輸出電壓Uo的值略大于正激輸出nUi，n為變壓器次級線圈N3繞組與初級線圈N1繞組或N2繞組的匝數(shù)比。

因此，推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓uo，主要還是由(1-131)式來決定。即：推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓uo(K1或K2接通期間)，約等于開關(guān)變壓器次級線圈N3繞組產(chǎn)生的正激式輸出電壓Up或Up-的半波平均值Upa或Upa-：

uo = Upa = nUi —— K1接通期間 (1-134)

或uo = Upa- =-nUi —— K2接通期間 (1-135)

上式中，uo為推挽式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓，n為變壓器次級線圈N3繞組與初級線圈N1繞組或N2繞組的匝數(shù)比，Ui為開關(guān)變壓器初級線圈N1繞組或N2繞組的輸入電壓。

圖1-32是橋式整流輸出或全波整流輸出推挽式變壓器開關(guān)電源，在兩個控制開關(guān)K1和K2交替接通和斷開，且占空比D均等于0.5時，各主要工作點的電壓、電流波形。

圖1-32-a)和圖1-32-b)分別表示控制開關(guān)K1接通時，開關(guān)變壓器初級線圈N1繞組兩端的電壓u1的波形，以及流過變壓器初級線圈N1繞組兩端的電流i1波形;圖1-32-c)和圖1-32-d)分別表示控制開關(guān)K2接通時，開關(guān)變壓器初級線圈N2繞組兩端的電壓u2的波形，以及流過開關(guān)變壓器初級線圈N2繞組兩端的電流i2的波形;圖1-32-e)和圖1-32-f)分別表示控制開關(guān)K1和K2輪流接通時，開關(guān)變壓器次級線圈N3繞組兩端輸出電壓uo的波形，以及流過開關(guān)變壓器次級線圈N3繞組兩端的電流波形。

圖1-32-f)中，虛線箭頭表示反激式輸出電流是由最大值開始，然后逐漸減小到最小值;而實線箭頭表示正激式輸出電流則是由最小值開始，然后逐漸增加到最大值;因此，兩者同時作用的結(jié)果，正好輸出一個矩形波。