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一、全橋 DC/DC 變換電路基本構成

全橋 DC/DC 變換電路主要由以下幾部分組成：

輸入直流電壓（Vin） ：為電路提供輸入能量，是整個電路工作的基礎電源。

全橋逆變電路 ：由四個開關管（常用 MOSFET 或 IGBT 等功率器件）Q1、Q2、Q3、Q4 及其對應的續流二極管 D1、D2、D3、D4 組成。這四個開關管兩兩組成一對橋臂，分別是 Q1 與 Q2、Q3 與 Q4，它們在控制信號的作用下互補導通，實現將直流電壓轉換為高頻交流方波電壓的功能。在開關管導通與關斷的瞬間，由于變壓器的漏感和開關管結電容的存在，會在開關管兩端產生高頻振蕩引起的電壓尖峰，為了保護開關管不被過高的電壓擊穿，設置了鉗位二極管，當電壓尖峰超過輸入電壓時，鉗位二極管導通，將開關管兩端電壓限制在輸入電壓范圍內。

高頻變壓器 ：起到降壓作用，將全橋逆變電路產生的高頻交流方波電壓轉換為較低的電壓值。同時，變壓器還能實現輸入與輸出電路之間的電氣隔離，確保安全性和可靠性。

輸出整流濾波電路 ：由整流二極管、濾波電感 L 和濾波電容 C 等組成。整流二極管將變壓器次級輸出的交流電壓進行全波整流，轉化為直流電壓，但此時的直流電壓含有一定的紋波，濾波電感和電容的作用就是對整流后的電壓進行平滑濾波處理，最終在負載電阻 R 上得到穩定、平滑的直流電壓。

二、全橋 DC/DC 變換電路工作原理

輸入的直流電壓首先經過全橋逆變電路，通過控制四個開關管的導通與關斷順序和時間，在高頻變壓器的初級繞組產生高頻交流方波電壓。這個高頻方波電壓經過變壓器的降壓作用后，在次級繞組得到較低的交流電壓。隨后，次級交流電壓經過輸出整流濾波電路的整流和濾波處理，最終在負載上得到穩定、平滑的直流電壓，從而實現直流 - 交流 - 直流的電壓變換過程，滿足不同負載對電壓幅值和質量的要求。

三、全橋變換器三種基本控制方式

（一）雙極性控制方式

開關管動作特點 ：在雙極性控制方式中，開關管 Q2 和 Q3、Q1 和 Q4 分別組成兩對，這兩對開關管同時開通和關斷，并以 PWM（脈寬調制）方式交替進行。它們的開通時間被限制在不超過半個開關周期內，即開通角小于 180 度。例如，當 Q1 和 Q4 導通時，電流從輸入電壓源正極出發，經 Q1、變壓器初級繞組的一個方向、Q4 回到輸入電壓源負極，此時 Q2 和 Q3 承受的電壓為輸入電壓 Vin；反之，當 Q2 和 Q3 導通時，電流方向相反，Q1 和 Q4 承受的電壓為 Vin。

電壓尖峰及鉗位措施 ：當四個開關管全部截止時，每個開關管所承受的電壓為 Vin/2。然而，在開關管的開關過程中，由于高頻變壓器的漏感與開關管結電容的相互作用，會產生高頻振蕩，進而引起電壓尖峰。若電壓尖峰超過輸入電壓 Vin，鉗位二極管 D1 - D4 便會導通，將開關管兩端的電壓箝位在輸入電壓 Vin 上，防止過高的電壓對開關管造成損壞，有效保護電路的正常運行。

應用地位 ：這種控制方式是過去全橋電路最基礎的控制方式，在一些對控制精度和效率要求相對不是特別高的早期全橋電路應用中較為常見，但隨著技術的發展和更高性能需求的出現，逐漸被其他更先進的控制方式所取代。

（二）有限雙極性控制方式

開關管導通規律 ：在有限雙極性控制方式的電路里，同一個橋臂的兩個開關管（如 Q2 和 Q4）以 180 度互補導通的方式工作，而另一個橋臂的兩個開關管的導通占空比則可以根據需要進行調節。具體來說，在交流電的正半周期內，Q4 一直處于開通狀態，而 Q1 只在特定時間段內開通；在負半周期內，Q2 一直開通，Q3 僅在相應的一段時間內開通。并且，Q1 和 Q3 分別在 Q4 和 Q2 之前關斷?；谶@種導通時序的差異，可將 Q1 和 Q3 組成的橋臂定義為超前橋臂，而 Q2 和 Q3 組成的橋臂則被稱為滯后橋臂。這種導通方式使得電路在不同半周期內能夠靈活調節能量傳輸，適應不同的負載和輸入條件。

波形特點及應用 ：各開關管的驅動波形和工作波形呈現出特定的規律，這種控制方式在一定程度上兼顧了電路的效率和控制靈活性，尤其適用于一些對輸出電壓波形質量和動態性能有一定要求的全橋 DC/DC 變換電路應用場合，如在一些中等功率的電源系統或對電壓調整速度有一定要求的工業設備電源中。

（三）移相控制方式

移相原理及橋臂定義 ：移相控制方式的核心在于兩個橋臂的導通之間存在一個相位差，即移相角。每個橋臂的兩個開關管依然保持 180 度互補導通。通過調節移相角的大小，可以改變輸出脈沖的寬度，進而實現對輸出電壓的有效調節。其中，Q1 和 Q3 的驅動信號分別領先于 Q4 和 Q2，由此可定義 Q1 和 Q3 組成的橋臂為超前橋臂，而 Q2 和 Q4 組成的橋臂則為滯后橋臂。

波形特征及應用優勢 ：各開關管的驅動波形和工作波形具有明顯的移相特征，

移相控制方式能夠實現對輸出電壓的精確調節，并且在較寬的負載范圍內保持較高的效率。它還具備軟開通和軟關斷的優勢，能夠有效降低開關管在開關過程中的損耗和電磁干擾，因此在當今的全橋 DC/DC 變換電路中得到了廣泛應用，特別是在高功率、高效率要求的場合，如服務器電源、通信電源、新能源汽車充電樁等，幾乎成為了主流的控制方式。