ハーフブリッジトランススイッチング電源の長所と短所

ハーフブリッジトランススイッチング電源の長所と短所

ハーフブリッジトランススイッチング電源とプッシュプルトランススイッチング電源では、2つのスイッチング管が交互に動作するため、2つのスイッチング電源の出力電力が同時に出力され、その出力電力は1つのスイッチング電源の出力電力の2倍にほぼ相当します。そのため、ハーフブリッジトランススイッチング電源の出力電力は非常に大きく、効率が高く、ブリッジ整流器または全波整流器によって、出力電圧の電圧脈動係数Svと電流脈動係数Siは非常に小さく、フィルタリングインダクタンスとキャパシタンスが非常に小さいだけで、出力電圧リップルと電流リップルを非常に小さくすることができます。

ハーフブリッジ変圧器スイッチング電源の最大の利点は、2つのスイッチング素子の電圧要件がプッシュプル変圧器スイッチング電源よりも半分に削減できることです。ハーフブリッジ変圧器スイッチング電源の2つのスイッチング素子の動作電圧は入力電源Uiの半分に過ぎないため、その最大耐電圧は動作電圧と逆起電力の合計に等しく、電源電圧の約2倍になります。この結果は、プッシュプル変圧器スイッチング電源の2つのスイッチング素子の耐電圧のちょうど半分です。そのため、ハーフブリッジ変圧器スイッチング電源は主に入力電圧が比較的高い場合に使用され、一般的なグリッド電圧が220ボルトの交流電源のほとんどの高出力スイッチング電源はハーフブリッジ変圧器スイッチング電源です。

ハーフブリッジスイッチング電源トランスの一次コイルには巻線のみが必要です。これは、小電力スイッチング電源トランスのコイル巻線に多少の利便性をもたらすという利点でもあります。しかし、高電力スイッチング電源トランスのコイル巻線には利点がありません。高電力スイッチング電源トランスのコイルは、多重撚線で巻く必要があるためです。

ハーフブリッジトランススイッチング電源の欠点は、主に電力利用率が比較的低いことです。そのため、ハーフブリッジトランススイッチング電源は、動作電圧が低い場合の使用には適していません。また、ハーフブリッジトランススイッチング電源では、2 つのスイッチング デバイスが共通の接地に接続されていないため、駆動信号の接続がより面倒です。

ハーフブリッジスイッチング電源の最大の欠点は、2 つの制御スイッチ K1 と K2 が交互スイッチング動作状態にあるとき、2 つのスイッチングデバイスが同時に短時間の半導通領域を出現すること、つまり 2 つの制御スイッチが同時にオン状態になることです。これは、スイッチングデバイスの導通開始はコンデンサの充電に相当し、カットオフ状態から完全導通状態への移行プロセスが必要であり、スイッチングデバイスの導通状態からカットオフ状態への移行はコンデンサの放電に相当し、導通状態から完全カットオフ状態への移行も移行プロセスが必要であるためです。

2 つのスイッチング デバイスがオンとオフの遷移プロセスにあるとき、つまり、2 つのスイッチング デバイスが半導通状態のときに半導通状態にあるとき、2 つの制御スイッチが同時にオンになっているのと同等であり、電源電圧に短絡が発生します。このとき、直列回路内の 2 つの制御スイッチには非常に大きな電流が流れますが、この電流は変圧器負荷を通過しません。そのため、2 つの制御スイッチ K1 と K2 が同時に遷移するプロセス中、2 つのスイッチング デバイスは大きな電力損失を生成します。制御スイッチの遷移プロセスによって生成される損失を減らすために、一般にハーフ ブリッジ スイッチング電源回路では、2 つの制御スイッチのオンとオフの時間を少しずらすようにしています。

シングルコンデンサハーフブリッジトランススイッチング電源は、デュアルコンデンサハーフブリッジトランススイッチング電源に比べてコンデンサを節約できるという利点があります。また、シングルコンデンサハーフブリッジトランススイッチング電源の出力電圧は、動作開始時にデュアルコンデンサハーフブリッジトランススイッチング電源のほぼ2倍であるため、省エネランプや蛍光灯などの蛍光灯やLCDディスプレイのバックライトの電源として最適です。

蛍光灯は一般的に、点灯し始めるときに数百ボルトから数千ボルト程度の非常に高い電圧が必要となり、点灯した後の動作電圧は数十ボルトから100ボルト以上しか必要としないため、ほとんどすべての省エネランプは単一コンデンサハーフブリッジトランススイッチング電源を使用していません。