Vor- und Nachteile des Halbbrücken-Transformator-Schaltnetzteils
Das Schaltnetzteil mit Halbbrückentransformator ähnelt dem Schaltnetzteil mit Gegentakttransformator. Aufgrund des abwechselnden Betriebs zweier Schalttransistoren entspricht dies der gleichzeitigen Abgabe von Leistung durch zwei Schaltnetzteile, die etwa doppelt so hoch ist wie die Ausgangsleistung eines einzelnen Schaltnetzteils. Daher verfügt das Schaltnetzteil mit Halbbrückentransformator über eine hohe Ausgangsleistung und einen hohen Arbeitswirkungsgrad. Nach der Brückengleichrichtung oder Vollweggleichrichtung sind der Spannungswelligkeitskoeffizient Sv und der Stromwelligkeitskoeffizient Si der Ausgangsspannung sehr klein und es werden nur eine kleine Filterinduktivität und ein kleiner Filterkondensator benötigt. Die Welligkeit der Ausgangsspannung und des Stroms kann sehr gering sein.
Der größte Vorteil eines Schaltnetzteils mit Halbbrückentransformator besteht darin, dass der Spannungsbedarf für zwei Schaltgeräte im Vergleich zum Spannungsbedarf für zwei Schaltgeräte in einem Schaltnetzteil mit Gegentakttransformator um die Hälfte reduziert werden kann. Da die Arbeitsspannung der beiden Schaltgeräte im Halbbrückentransformator-Schaltnetzteil nur die Hälfte der Eingangsstromversorgung Ui beträgt, ist seine höchste Spannungsfestigkeit gleich der Summe aus Arbeitsspannung und elektromotorischer Gegenkraft, also etwa dem Doppelten die Versorgungsspannung. Dieses Ergebnis entspricht genau der Hälfte der Spannungsfestigkeit der beiden Schaltgeräte im Gegentakttransformator-Schaltnetzteil. Daher werden Halbbrücken-Transformator-Schaltnetzteile hauptsächlich in Situationen verwendet, in denen die Eingangsspannung relativ hoch ist. Die meisten Hochleistungs-Schaltnetzteile, die im allgemeinen Stromnetz mit 220 V Wechselstrom betrieben werden, verwenden Halbbrücken-Transformator-Schaltnetzteile.
Die Primärspule des Transformators im Halbbrücken-Schaltnetzteil benötigt nur eine Wicklung, was auch ihr Vorteil ist. Dies erleichtert die Wicklung der Spule in Schaltnetzteiltransformatoren mit geringer Leistung. Das Wickeln der Spulen von Hochleistungs-Schalttransformatoren bietet jedoch keinen Vorteil, da die Spulen von Hochleistungs-Schalttransformatoren mit mehreren Drahtlitzen gewickelt werden müssen.
Der Hauptnachteil des Schaltnetzteils mit Halbbrückentransformator besteht darin, dass die Stromauslastung relativ niedrig ist. Daher ist das Schaltnetzteil mit Halbbrückentransformator nicht für Anwendungen mit niedriger Betriebsspannung geeignet. Darüber hinaus sind die beiden Schaltgeräte im Schaltnetzteil mit Halbbrückentransformator nicht an eine gemeinsame Masse angeschlossen, was die Verbindung mit dem Ansteuersignal erschwert.
Der größte Nachteil eines Halbbrücken-Schaltnetzteils besteht darin, dass bei abwechselndem Schaltbetrieb der beiden Steuerschalter K1 und K2 beide Schaltgeräte gleichzeitig eine kurze Zeit lang im halbleitenden Bereich sind, d gleichzeitig eingeschaltet. Denn wenn das Schaltgerät zu leiten beginnt, kommt es einem Laden des Kondensators gleich und erfordert einen Übergangsprozess vom ausgeschalteten Zustand in den vollständig leitenden Zustand; Wenn das Schaltgerät vom leitenden Zustand in den ausgeschalteten Zustand übergeht, kommt dies einer Entladung des Kondensators gleich und erfordert außerdem einen Übergangsprozess vom leitenden Zustand in den vollständig ausgeschalteten Zustand.
Wenn sich zwei Schaltgeräte im Übergangsprozess des Leitens bzw. Abschaltens befinden, d. h. wenn sich beide Schaltgeräte im halbleitenden Zustand befinden, ist dies gleichbedeutend damit, dass zwei Steuerschalter gleichzeitig eingeschaltet werden, was zu einem Kurzschluss führt an die Versorgungsspannung; Zu diesem Zeitpunkt entsteht in der Reihenschaltung der beiden Steuerschalter ein großer Strom, der nicht durch die Transformatorlast fließt. Daher erzeugen die beiden Schaltgeräte während der Übergangszeit, wenn sich beide Steuerschalter K1 und K2 im gleichen Zustand befinden, erhebliche Leistungsverluste. Um die durch den Übergangsprozess von Steuerschaltern verursachten Verluste zu reduzieren, ist es im Allgemeinen beabsichtigt, die Ein- und Ausschaltzeiten zweier Steuerschalter in einem Halbbrücken-Schaltnetzteil um einen kleinen Zeitraum zu verschieben.
Das Einzelkondensator-Halbbrückentransformator-Schaltnetzteil spart einen Kondensator im Vergleich zum Doppelkondensator-Halbbrückentransformator-Schaltnetzteil, was seinen Vorteil darstellt. Wenn das Einzelkondensator-Halbbrückentransformator-Schaltnetzteil zum ersten Mal in Betrieb genommen wird, ist die Ausgangsspannung außerdem fast doppelt so hoch wie die des Doppelkondensator-Halbbrückentransformator-Schaltnetzteils. Diese Funktion eignet sich am besten als Stromversorgung für Leuchtstofflampen, z. B. Energiesparlampen oder Leuchtstofflampen, sowie als Hintergrundbeleuchtungslampen für LCD-Bildschirme.
Leuchtstofflampen benötigen zu Beginn der Beleuchtung im Allgemeinen eine Hochspannung im Bereich von mehreren hundert Volt bis zu mehreren tausend Volt, während die Betriebsspannung nach der Beleuchtung nur einige zehn Volt bis über hundert Volt benötigt. Daher verwenden fast alle Energiesparlampen Schaltnetzteile mit Einzelkondensator-Halbbrückentransformator.
