Vor- und Nachteile eines Halbbrückentransformator-Schaltnetzteils
Das Schaltnetzteil mit Halbbrückentransformator ähnelt dem Schaltnetzteil mit Gegentakttransformator. Durch den abwechselnden Betrieb zweier Schaltröhren entspricht es der gleichzeitigen Leistungsabgabe zweier Schaltnetzteile und seine Ausgangsleistung ist etwa doppelt so hoch wie die Ausgangsleistung eines einzelnen Schaltnetzteils. Daher verfügt das Schaltnetzteil mit Halbbrückentransformator über eine große Ausgangsleistung und einen hohen Arbeitswirkungsgrad. Nach der Brückengleichrichtung oder Vollweggleichrichtung sind sowohl der Spannungswelligkeitskoeffizient Sv als auch der Stromwelligkeitskoeffizient Si der Ausgangsspannung sehr klein. Mit nur einer kleinen Filterinduktivität und einem kleinen Kondensator können die Welligkeit der Ausgangsspannung und des Stroms sehr gering sein.
Der größte Vorteil eines Schaltnetzteils mit Halbbrückentransformator besteht darin, dass die Spannungsfestigkeit für zwei Schaltgeräte im Vergleich zu einem Schaltnetzteil mit Gegentakttransformator um die Hälfte reduziert werden kann. Da die Arbeitsspannung der beiden Schaltgeräte des Halbbrückentransformator-Schaltnetzteils nur die Hälfte der Eingangsstromversorgung Ui beträgt und seine maximale Spannungsfestigkeit gleich der Summe aus Arbeitsspannung und elektromotorischer Gegenkraft ist, was etwa der Fall ist doppelt so hoch wie die Versorgungsspannung. Dieses Ergebnis entspricht genau der Hälfte der Spannungsfestigkeit der beiden Schaltgeräte des Gegentakttransformator-Schaltnetzteils. Daher wird das Schaltnetzteil mit Halbbrückentransformator hauptsächlich in Situationen mit hoher Eingangsspannung eingesetzt. Im Allgemeinen werden Hochleistungs-Schaltnetzteile mit einer Netzspannung von 220 V AC meist von Halbbrücken-Transformator-Schaltnetzteilen gespeist.
Die Transformator-Primärspule eines Halbbrücken-Schaltnetzteils benötigt nur eine Wicklung, was auch ihr Vorteil ist. Dies bringt eine gewisse Bequemlichkeit bei der Wicklung der Spule eines Schaltnetzteiltransformators mit geringer Leistung. Das Wickeln der Spulen von Hochleistungs-Schalttransformatoren bietet jedoch keinen Vorteil, da die Spulen von Hochleistungs-Schalttransformatoren das Wickeln mehrerer Drahtstränge erfordern.
Der Hauptnachteil eines Halbbrückentransformator-Schaltnetzteils ist seine geringe Leistungsauslastung. Daher ist das Schaltnetzteil mit Halbbrückentransformator nicht für Anwendungen mit niedriger Arbeitsspannung geeignet. Darüber hinaus verfügt die Verbindung zwischen den beiden Schaltgeräten im Schaltnetzteil mit Halbbrückentransformator nicht über eine gemeinsame Masse, was den Anschluss an das Ansteuersignal schwieriger macht.
Der größte Nachteil eines Halbbrücken-Schaltnetzteils besteht darin, dass, wenn sich zwei Steuerschalter K1 und K2 im Wechselschaltmodus befinden, beide Schaltgeräte gleichzeitig eine kurze Zeitspanne im halbleitenden Bereich durchlaufen, d. h. beide Steuerschalter sind im Ein-Zustand gleichzeitig. Denn wenn das Schaltgerät zu leiten beginnt, kommt dies einem Laden des Kondensators gleich und erfordert einen Übergangsprozess vom ausgeschalteten Zustand in den vollständig leitenden Zustand; Wenn das Schaltgerät vom Ein-Zustand in den Aus-Zustand übergeht, entspricht dies einer Entladung des Kondensators und erfordert außerdem einen Übergangsprozess vom Ein-Zustand in den vollständig Aus-Zustand.
Wenn sich zwei Schaltgeräte jeweils im Übergangsprozess von Leitung und Abschaltung befinden, d. h. wenn sich beide Schaltgeräte in einem halbleitenden Zustand und einem halbleitenden Zustand befinden, entspricht dies dem gleichzeitigen Einschalten zweier Steuerschalter, was zu einem Kurzschluss führt Stromkreis zur Versorgungsspannung; Zu diesem Zeitpunkt tritt in der Reihenschaltung der beiden Steuerschalter eine große Strommenge auf, die nicht durch die Transformatorlast fließt. Daher werden während der Übergangszeit beider Steuerschalter K1 und K2 die beiden Schaltgeräte erhebliche Leistungsverluste erzeugen. Um die durch den Übergangsprozess von Steuerschaltern verursachten Verluste zu reduzieren, ist es im Allgemeinen beabsichtigt, die Ein- und Ausschaltzeiten zweier Steuerschalter für einen kurzen Zeitraum in einem Halbbrücken-Schaltnetzteilkreis zu versetzten.
Der Vorteil eines Halbbrückentransformator-Schaltnetzteils mit Einzelkondensator besteht darin, dass im Vergleich zu einem Halbbrückentransformator-Schaltnetzteil mit Doppelkondensator ein Kondensator eingespart wird. Als das Einzelkondensator-Halbbrückentransformator-Schaltnetzteil zum ersten Mal zu arbeiten begann, war die Ausgangsspannung außerdem fast doppelt so hoch wie die des Doppelkondensator-Halbbrückentransformator-Schaltnetzteils. Diese Funktion eignet sich am besten für den Einsatz als Stromversorgung für Leuchtstofflampen, z. B. Energiesparlampen oder Leuchtstofflampen, sowie für die Hintergrundbeleuchtung von LCD-Bildschirmen.
Leuchtstofflampen benötigen in der Regel eine hohe Spannung, wenn sie zu leuchten beginnen, im Bereich von einigen hundert bis einigen tausend Volt. Nach dem Aufleuchten muss die Arbeitsspannung jedoch nur einige zehn bis über hundert Volt betragen. Daher verwenden fast alle Energiesparlampen ein Einzelkondensator-Halbbrückentransformator-Schaltnetzteil.
Das Schaltnetzteil mit Einzelkondensator-Halbbrückentransformator hat auch einen Nachteil: Die Anforderungen an die Spannungsfestigkeit des Schaltgeräts sind höher als die des Schaltnetzteils mit Doppelkondensator-Halbbrückentransformator.
