Zalety i wady zasilacza impulsowego z półmostkiem
Zasilacz impulsowy transformatora półmostkowego jest podobny do zasilacza impulsowego transformatora typu push-pull. Ze względu na naprzemienne działanie dwóch tranzystorów przełączających, odpowiada to sytuacji, gdy dwa zasilacze impulsowe jednocześnie wytwarzają moc wyjściową, która jest około dwukrotnie większa od mocy wyjściowej pojedynczego zasilacza impulsowego. Dlatego zasilacz impulsowy transformatora półmostkowego ma wysoką moc wyjściową i wysoką wydajność roboczą. Po prostownictwie mostkowym lub prostownictwie pełnookresowym współczynnik tętnienia napięcia Sv i współczynnik tętnienia prądu Si napięcia wyjściowego są bardzo małe i potrzebna jest jedynie mała cewka filtrująca i kondensator. Tętnienie napięcia wyjściowego i tętnienie prądu można osiągnąć bardzo małe.
Największą zaletą zasilacza impulsowego z transformatorem półmostkowym jest to, że wymagania napięciowe dla dwóch urządzeń przełączających można zmniejszyć o połowę w porównaniu z wymaganiami napięciowymi dla dwóch urządzeń przełączających w zasilaczu impulsowym z transformatorem push-pull. Ponieważ napięcie robocze obu urządzeń przełączających w zasilaczu impulsowym transformatora półmostkowego stanowi tylko połowę napięcia wejściowego Ui, jego najwyższe napięcie wytrzymywane jest równe sumie napięcia roboczego i tylnej siły elektromotorycznej, która jest w przybliżeniu dwukrotnie większa napięcie zasilania. Wynik ten stanowi dokładnie połowę napięcia wytrzymywanego dwóch urządzeń przełączających w zasilaczu impulsowym transformatora przeciwsobnego. Dlatego zasilacze impulsowe z transformatorem półmostkowym stosuje się głównie w sytuacjach, gdy napięcie wejściowe jest stosunkowo wysokie. Większość zasilaczy impulsowych dużej mocy zasilanych napięciem 220 V prądu przemiennego w ogólnej sieci energetycznej wykorzystuje zasilacze impulsowe z transformatorem półmostkowym.
Cewka pierwotna transformatora w zasilaczu impulsowym półmostkowym wymaga tylko jednego uzwojenia, co również jest jego zaletą. Zapewnia to pewną wygodę uzwojenia cewki w transformatorach zasilaczy impulsowych małej mocy. Jednak nawijanie cewek transformatorów mocy impulsowej dużej mocy nie przynosi korzyści, ponieważ cewki transformatorów mocy impulsowej dużej mocy muszą być uzwojone wieloma żyłami drutu.
Główną wadą zasilacza impulsowego z transformatorem półmostkowym jest to, że stopień wykorzystania mocy jest stosunkowo niski. Dlatego zasilacz impulsowy z transformatorem półmostkowym nie nadaje się do zastosowań o niskim napięciu roboczym. Ponadto dwa urządzenia przełączające w zasilaczu impulsowym transformatora półmostkowego nie są podłączone do wspólnej masy, co utrudnia połączenie z sygnałem sterującym.
Największą wadą półmostkowego zasilacza impulsowego jest to, że gdy dwa przełączniki sterujące K1 i K2 znajdują się w trybie przełączania naprzemiennego, oba urządzenia przełączające będą jednocześnie miały krótki okres obszaru półprzewodzącego, to znaczy oba przełączniki sterujące będą w stanie przełączania jednocześnie w stanie. Dzieje się tak, ponieważ gdy urządzenie przełączające zaczyna przewodzić, jest to równoznaczne z ładowaniem kondensatora i wymaga procesu przejściowego ze stanu wyłączenia do stanu pełnego przewodzenia; Przejście urządzenia przełączającego ze stanu przewodzenia do stanu odcięcia jest równoznaczne z rozładowaniem kondensatora i wymaga również procesu przejścia ze stanu przewodzenia do stanu całkowitego odcięcia.
Gdy dwa urządzenia przełączające znajdują się w fazie przejścia odpowiednio przewodzenia i odcięcia, czyli gdy oba urządzenia przełączające są w stanie półprzewodnikowym, jest to równoznaczne z jednoczesnym włączeniem dwóch wyłączników sterujących, co spowoduje zwarcie do napięcia zasilania; W tym momencie w obwodzie szeregowym dwóch przełączników sterujących pojawi się duży prąd, który nie przepływa przez obciążenie transformatora. Dlatego w okresie przejściowym, gdy obydwa przełączniki sterujące K1 i K2 są w tym samym stanie, oba urządzenia przełączające będą generować znaczne straty mocy. Aby zmniejszyć straty spowodowane procesem przejścia przełączników sterujących, ogólnie rzecz biorąc, celowe jest przesunięcie czasów włączania i wyłączania dwóch przełączników sterujących o mały okres czasu w obwodzie przełączającego zasilania półmostkowego.
Zasilacz impulsowy transformatora półmostkowego z pojedynczym kondensatorem pozwala zaoszczędzić jeden kondensator w porównaniu z zasilaczem impulsowym transformatora półmostkowego z podwójnym kondensatorem, co jest jego zaletą. Ponadto, gdy zasilacz impulsowy transformatora półmostkowego z pojedynczym kondensatorem zaczyna działać, napięcie wyjściowe jest prawie dwukrotnie wyższe niż w przypadku zasilacza impulsowego transformatora półmostkowego z podwójnym kondensatorem. Funkcja ta najlepiej sprawdza się jako źródło zasilania lamp fluorescencyjnych, takich jak świetlówki energooszczędne lub świetlówki, a także lamp podświetlających ekrany LCD.
Lampy fluorescencyjne zazwyczaj wymagają wysokiego napięcia na początku oświetlenia, od kilkuset woltów do kilku tysięcy woltów, podczas gdy napięcie robocze po zapaleniu wymaga jedynie od kilkudziesięciu do ponad stu woltów. Dlatego prawie wszystkie lampy energooszczędne wykorzystują zasilacze impulsowe z transformatorem półmostkowym i pojedynczym kondensatorem.
