Ventajas y desventajas de la fuente de alimentación de modo conmutado con transformador de medio puente
La fuente de alimentación conmutada por transformador de medio puente es similar a la fuente de alimentación conmutada por transformador push-pull. Debido al funcionamiento alternativo de dos transistores de conmutación, es equivalente a que dos fuentes de alimentación conmutadas produzcan potencia simultáneamente, que es aproximadamente el doble de la potencia de salida de una única fuente de alimentación conmutada. Por lo tanto, la fuente de alimentación conmutada por transformador de medio puente tiene una alta potencia de salida y una alta eficiencia de trabajo. Después de la rectificación del puente o la rectificación de onda completa, el coeficiente de ondulación del voltaje Sv y el coeficiente de ondulación de la corriente Si del voltaje de salida son muy pequeños y solo se necesitan un pequeño inductor de filtro y un condensador. La ondulación del voltaje de salida y la ondulación de la corriente se pueden lograr muy pequeñas.
La mayor ventaja de una fuente de alimentación conmutada por transformador de medio puente es que los requisitos de voltaje para dos dispositivos de conmutación se pueden reducir a la mitad en comparación con los requisitos de voltaje para dos dispositivos de conmutación en una fuente de alimentación conmutada por transformador push-pull. Debido a que el voltaje de trabajo de los dos dispositivos de conmutación en la fuente de alimentación conmutada del transformador de medio puente es solo la mitad de la fuente de alimentación de entrada Ui, su voltaje soportado más alto es igual a la suma del voltaje de trabajo y la fuerza electromotriz inversa, que es aproximadamente el doble. el voltaje de la fuente de alimentación. Este resultado es exactamente la mitad de la tensión soportada de los dos dispositivos de conmutación en la fuente de alimentación conmutada del transformador push-pull. Por lo tanto, las fuentes de alimentación conmutadas con transformador de medio puente se utilizan principalmente en situaciones donde el voltaje de entrada es relativamente alto. La mayoría de las fuentes de alimentación conmutadas de alta potencia alimentadas por CA 220 V en la red eléctrica general utilizan fuentes de alimentación conmutadas con transformador de medio puente.
La bobina primaria del transformador en la fuente de alimentación conmutada de medio puente sólo requiere un devanado, lo que también constituye su ventaja. Esto aporta cierta comodidad al bobinado de la bobina en transformadores de fuente de alimentación conmutados de baja potencia. Pero no hay ninguna ventaja en enrollar las bobinas de los transformadores de potencia conmutados de alta potencia, porque las bobinas de los transformadores de potencia conmutados de alta potencia deben enrollarse con múltiples hilos de cable.
La principal desventaja de la fuente de alimentación conmutada por transformador de medio puente es que la tasa de utilización de energía es relativamente baja. Por lo tanto, la fuente de alimentación conmutada por transformador de medio puente no es adecuada para aplicaciones con bajo voltaje de funcionamiento. Además, los dos dispositivos de conmutación en la fuente de alimentación conmutada del transformador de medio puente no están conectados a una tierra común, lo que dificulta la conexión con la señal de excitación.
La mayor desventaja de una fuente de alimentación conmutada de medio puente es que cuando los dos interruptores de control K1 y K2 están en operación de conmutación alterna, ambos dispositivos de conmutación tendrán simultáneamente un período corto de región semiconductora, es decir, ambos interruptores de control estarán en la posición en el estado al mismo tiempo. Esto se debe a que cuando el dispositivo de conmutación comienza a conducir, equivale a cargar el capacitor y requiere un proceso de transición del estado apagado al estado de conducción total; Cuando el dispositivo de conmutación pasa del estado conductor al estado de corte, equivale a descargar el capacitor y también requiere un proceso de transición del estado de conducción al estado de corte completo.
Cuando dos dispositivos de conmutación están en el proceso de transición de conducción y corte respectivamente, es decir, cuando ambos dispositivos de conmutación están en un estado semiconductor, es equivalente a que dos interruptores de control se enciendan al mismo tiempo, lo que provocará un cortocircuito. al voltaje de la fuente de alimentación; En este punto, aparecerá una gran corriente en el circuito en serie de los dos interruptores de control, y esta corriente no pasa a través de la carga del transformador. Por lo tanto, durante el período de transición cuando ambos interruptores de control K1 y K2 están en el mismo estado, los dos dispositivos de conmutación generarán pérdidas de energía significativas. Para reducir las pérdidas causadas por el proceso de transición de los interruptores de control, generalmente es intencional cambiar los tiempos de encendido y apagado de dos interruptores de control durante un pequeño período de tiempo en un circuito de suministro de energía conmutado de medio puente.
La fuente de alimentación conmutada del transformador de medio puente de un solo condensador ahorra un condensador en comparación con la fuente de alimentación conmutada del transformador de medio puente de doble condensador, lo cual es su ventaja. Además, cuando la fuente de alimentación conmutada del transformador de medio puente de un solo condensador comienza a funcionar por primera vez, el voltaje de salida es casi el doble que el de la fuente de alimentación conmutada del transformador de medio puente de doble condensador. Esta característica es más adecuada como fuente de alimentación para lámparas fluorescentes, como lámparas de bajo consumo o lámparas fluorescentes, así como lámparas de retroiluminación para pantallas LCD.
Las lámparas fluorescentes generalmente requieren un voltaje alto al comienzo de la iluminación, que oscila entre varios cientos de voltios y varios miles de voltios, mientras que el voltaje de funcionamiento después de la iluminación sólo necesita de decenas de voltios a más de cien voltios. Por lo tanto, casi todas las lámparas de bajo consumo utilizan fuentes de alimentación conmutadas por transformador de medio puente de un solo condensador.
