您好!欢迎光临烜芯微科技品牌官网!

深圳市烜芯微科技有限公司

ShenZhen XuanXinWei Technoligy Co.,Ltd
二极管、三极管、MOS管、桥堆

全国服务热线:18923864027

  • 热门关键词:
  • 桥堆
  • 场效应管
  • 三极管
  • 二极管
  • 全桥dcdc变换电路原理与原理图介绍
    • 发布时间:2025-07-14 19:44:31
    • 来源:
    • 阅读次数:
    全桥dcdc变换电路原理与原理图介绍
    一、全桥 DC/DC 变换电路基本构成
    全桥 DC/DC 变换电路主要由以下几部分组成:
    输入直流电压(Vin) :为电路提供输入能量,是整个电路工作的基础电源。
    全桥逆变电路 :由四个开关管(常用 MOSFET 或 IGBT 等功率器件)Q1、Q2、Q3、Q4 及其对应的续流二极管 D1、D2、D3、D4 组成。这四个开关管两两组成一对桥臂,分别是 Q1 与 Q2、Q3 与 Q4,它们在控制信号的作用下互补导通,实现将直流电压转换为高频交流方波电压的功能。在开关管导通与关断的瞬间,由于变压器的漏感和开关管结电容的存在,会在开关管两端产生高频振荡引起的电压尖峰,为了保护开关管不被过高的电压击穿,设置了钳位二极管,当电压尖峰超过输入电压时,钳位二极管导通,将开关管两端电压限制在输入电压范围内。
    高频变压器 :起到降压作用,将全桥逆变电路产生的高频交流方波电压转换为较低的电压值。同时,变压器还能实现输入与输出电路之间的电气隔离,确保安全性和可靠性。
    输出整流滤波电路 :由整流二极管、滤波电感 L 和滤波电容 C 等组成。整流二极管将变压器次级输出的交流电压进行全波整流,转化为直流电压,但此时的直流电压含有一定的纹波,滤波电感和电容的作用就是对整流后的电压进行平滑滤波处理,最终在负载电阻 R 上得到稳定、平滑的直流电压。
    二、全桥 DC/DC 变换电路工作原理
    输入的直流电压首先经过全桥逆变电路,通过控制四个开关管的导通与关断顺序和时间,在高频变压器的初级绕组产生高频交流方波电压。这个高频方波电压经过变压器的降压作用后,在次级绕组得到较低的交流电压。随后,次级交流电压经过输出整流滤波电路的整流和滤波处理,最终在负载上得到稳定、平滑的直流电压,从而实现直流 - 交流 - 直流的电压变换过程,满足不同负载对电压幅值和质量的要求。
    全桥DCDC变换电路
    三、全桥变换器三种基本控制方式
    (一)双极性控制方式
    开关管动作特点 :在双极性控制方式中,开关管 Q2 和 Q3、Q1 和 Q4 分别组成两对,这两对开关管同时开通和关断,并以 PWM(脉宽调制)方式交替进行。它们的开通时间被限制在不超过半个开关周期内,即开通角小于 180 度。例如,当 Q1 和 Q4 导通时,电流从输入电压源正极出发,经 Q1、变压器初级绕组的一个方向、Q4 回到输入电压源负极,此时 Q2 和 Q3 承受的电压为输入电压 Vin;反之,当 Q2 和 Q3 导通时,电流方向相反,Q1 和 Q4 承受的电压为 Vin。
    电压尖峰及钳位措施 :当四个开关管全部截止时,每个开关管所承受的电压为 Vin/2。然而,在开关管的开关过程中,由于高频变压器的漏感与开关管结电容的相互作用,会产生高频振荡,进而引起电压尖峰。若电压尖峰超过输入电压 Vin,钳位二极管 D1 - D4 便会导通,将开关管两端的电压箝位在输入电压 Vin 上,防止过高的电压对开关管造成损坏,有效保护电路的正常运行。
    应用地位 :这种控制方式是过去全桥电路最基础的控制方式,在一些对控制精度和效率要求相对不是特别高的早期全桥电路应用中较为常见,但随着技术的发展和更高性能需求的出现,逐渐被其他更先进的控制方式所取代。
    全桥DCDC变换电路
    (二)有限双极性控制方式
    开关管导通规律 :在有限双极性控制方式的电路里,同一个桥臂的两个开关管(如 Q2 和 Q4)以 180 度互补导通的方式工作,而另一个桥臂的两个开关管的导通占空比则可以根据需要进行调节。具体来说,在交流电的正半周期内,Q4 一直处于开通状态,而 Q1 只在特定时间段内开通;在负半周期内,Q2 一直开通,Q3 仅在相应的一段时间内开通。并且,Q1 和 Q3 分别在 Q4 和 Q2 之前关断。基于这种导通时序的差异,可将 Q1 和 Q3 组成的桥臂定义为超前桥臂,而 Q2 和 Q3 组成的桥臂则被称为滞后桥臂。这种导通方式使得电路在不同半周期内能够灵活调节能量传输,适应不同的负载和输入条件。
    波形特点及应用 :各开关管的驱动波形和工作波形呈现出特定的规律,这种控制方式在一定程度上兼顾了电路的效率和控制灵活性,尤其适用于一些对输出电压波形质量和动态性能有一定要求的全桥 DC/DC 变换电路应用场合,如在一些中等功率的电源系统或对电压调整速度有一定要求的工业设备电源中。
    全桥DCDC变换电路
    (三)移相控制方式
    移相原理及桥臂定义 :移相控制方式的核心在于两个桥臂的导通之间存在一个相位差,即移相角。每个桥臂的两个开关管依然保持 180 度互补导通。通过调节移相角的大小,可以改变输出脉冲的宽度,进而实现对输出电压的有效调节。其中,Q1 和 Q3 的驱动信号分别领先于 Q4 和 Q2,由此可定义 Q1 和 Q3 组成的桥臂为超前桥臂,而 Q2 和 Q4 组成的桥臂则为滞后桥臂。
    波形特征及应用优势 :各开关管的驱动波形和工作波形具有明显的移相特征,
    全桥DCDC变换电路
    移相控制方式能够实现对输出电压的精确调节,并且在较宽的负载范围内保持较高的效率。它还具备软开通和软关断的优势,能够有效降低开关管在开关过程中的损耗和电磁干扰,因此在当今的全桥 DC/DC 变换电路中得到了广泛应用,特别是在高功率、高效率要求的场合,如服务器电源、通信电源、新能源汽车充电桩等,几乎成为了主流的控制方式。
    〈烜芯微/XXW〉专业制造二极管,三极管,MOS管,桥堆等,20年,工厂直销省20%,上万家电路电器生产企业选用,专业的工程师帮您稳定好每一批产品,如果您有遇到什么需要帮助解决的,可以直接联系下方的联系号码或加QQ/微信,由我们的销售经理给您精准的报价以及产品介绍
    联系号码:18923864027(同微信)
     
    QQ:709211280

    相关阅读