全桥隔直电容的计算

全桥电源隔直电容是怎样抑制偏磁的在网络上关于桥式电源隔直电容的分析与计算的资料比较少，在此咱们一起来简单分析一下。首先上一个简单的全桥电源开关部分的简图当全桥电源没有隔直电容如上图世界上由于任何事务都不能能绝对的一模一样，跟世界上没有两片相同的树叶一样，都有它细微的差别，Q1Q4与Q2Q3的占空比也是一样也会存在微小的差异。全桥拓扑Q1Q4和Q2Q3是交替导通的，在此我们假设Q1Q4的占空比略微比Q2Q3的要大。当Q1Q4导通时变压器原边绕组左正右负，当Q2Q3导通时变压器原边绕组右正左负，但由于每个周期Q1Q4的导通时间比Q2Q3的导通时间要长一点点，磁感应强度B每个周期偏一点点，很多一点点累加最终导致磁芯饱和，很危险。当全桥电源增加隔直电容C1如下图同上，我们假设Q1Q4占空比大于Q2Q3的占空比，对于隔直电容来讲，隔直电容上左边流到右边的时间大于右边流到左边的时间，Q1Q4导通时隔直C1充电，Q2Q3导通时隔直电容C1放电，电容充电时间与放电时间不一致，电容上电压出现一个直流偏执。当Q1Q4导通时Np绕组上的电压为：输入电压减去隔直电容C1的偏执电压；当Q2Q3导通时，Np绕组上的电压为：输入电压加上隔直电容C1的偏执电压。出现了导通时间短时（Q2Q3通）Np绕组两端电压更高，导通时间长时(Q1Q4通)Np绕组两端电压低，最终伏秒平衡。当然当Q2Q3占空比大于Q1Q4占空比时一样可以调节，您可以自己简单分析一下。隔直电容C1的计算隔直电容C1在每个周期都处于充电与放电状态，C1上始终有一个电压波动（纹波），隔直电容C1的取值要适中，如果电容值选得太小C1上的波动电压会很大导致变压器绕组上的波形与方波差异比较大电源不太好设计，假设电容值选得太大对于偏磁的动态抑制效果会不好。根据经验我们一般使之C1上的纹波电压大约在输入电压的10%左右。估算C1的容值公式为CV=itC：为隔直电容C1的容值在这里是需要求的值V：为纹波电压，假设输入电压为400V，则取10%的样子，40Vi：为隔直电容充电或放电电流的平均值，由于隔直电容C1与绕组Np是同一条通路上，所以i为电源最大负载情况下的原边绕组平均电流（包括变压器传输电流与电感上的励磁电流）。t：为电容充电时间或者放电时间（即Q1Q4的开通时间或者Q2Q3的开通时间）注意：此为隔直电容的估算值，最终以调试值为准。隔直电容C1的耐压隔直电容在正常工作的情况下耐压值是很低的，但如果再电源发生暂态异常或其他的情况下不好说，建议选择比输入电压更大的耐压值。半桥隔直电容计算方法！工程师都知道实际的开关电源半桥拓扑都有一个隔直电容，其实在原理拓扑中是没有这个电容的。这个电容的存在一定是有它的道理的，该如何理解，又该如何计算它的容量？图1半桥基本工作原理首先忽略小容量阻断电容Cb，则Np下端可近似地看作连接到C1和C2的连接点。若C1、C2的容量基本相等，则连接处的电压近似为整流输出电压的一半，约为168V。通常的做法是在C1、C2的两端各并接等值放电电阻来均衡两者的电压。图1中的开关Q1和Q2轮流导通半个周期。Q1导通Q2关断时，Np的同名端（有点端）电压为＋168V，Q2承受电压为336V；同理，Q2导通Q1关断时，Q1承受电压为336V，此时Np同名端电压为-168V。Cb的作用从原理上讲Cb是可以不要的，但原理终归是原理是纯理想化的东西，但我们是工程师我们要设计产品一定要联系实际。原理成立的前提是C1和C2上的电压是完全相等的，但在实际的半桥电源中一定不会相等，为什么呢？比如C1和C2两个电容虽然选的是同一型号同一容量但总会存在误差，从而使C1、C2两端的电压不相等。我们假设C1两端的电压170V，C2两端的电压为166V，半桥拓扑上管下管的导通时间是相同的，根据伏秒平衡一个周期下来就会4V×D是多出来的复不了位打破了平衡（多出来的这4V也可以理解成直流分量），经过多个周期后磁芯就饱和了。我们再来分析一下，还是C1为170V，C2为166V，如果有Cb的存在上管导通时，正向加在绕组两端的电压就会被Cb分掉一些（左负右正）不会达到170V，下管导通时，由于Cb上存在左负右正的少量电压，Cb的这个电压会叠加在C2的166V之上，一起加在绕组两端（方向跟上面的相反）绕组上的电压就会超过166V，从而调整了磁通不平衡，使系统收敛。注意一下，电路系统中存在着其他很多不确定的因素，Cb电容不一定是左正右负，也有可能右正左负，无论是正向充电还是反向充电Cb电容都在不断的在做着维护平衡的工作。上面的分析只有一个大概的思路，有很多地方不严谨还请谅解，有兴趣的朋友可以自己更进一步的精确分析。隔直电容Cb是如何计算的？图2设允许的下降量为dV，产生该压降的等效平顶脉冲电流为Ipft，而流通该电流的时间为0.8T/2（假设），所需的阻断电容值可用下式得到Ipft的计算很简单设效率为80％，则电源输入电压最低时，输入功率等于初级电压最小值与对应的初级电流平均的乘积。即1.25Po=(Vdc/2)(Ipft)(0.8T/T)其中Vdc（下方加一横）为最低输入直流电压。实际举例计算隔直电容Cb的容量一个功率为150W的半桥开关电源，额定直流输入电压为320V，频率为100kHz，设有15％的网压波动，最小输入电压为272V，则初级电压应为±272/2＝±136V。初级平顶脉冲电压的允许下降量约为10％，即约为14V，又已知功率为150W，Vdc=272V，Ipft=3.13×150/272=1.73A，由公式可得另外值得注意的是，Cb电容一定要选择无极性电容。