电源技术中的推挽电路成为逆变升压拓扑首选的原因分析

从解剖大多数身边的UPS产品来观察，无一例外地选择了推挽拓扑，难道Boost、全桥、正激就不能担当此任？ 　　推挽是最人性化的低压设计 　　电压不够，把管串起来，于是有了桥式；电流不够，把管并起来，于是推挽出来了。 　　从本质上讲，推挽是把正负2个半波拆开工作，用变压器合并起来。不光管子是分开的，绕组也是分开的。就和全波整流那样。 　　低压用桥式，同样功率，变压器匝数少一倍，但截面积要大一倍,总用铜量一定（相比推挽）。但是管子要4*N个，每2个串，增高了耐压，但是增加了内阻！ 　　推挽把绕组，管子均分开，符合大电流时多个单元并联的要求……从成本上讲，用铜量一定，管子只2*N个，成本更 在电源技术领域，推挽电路作为一种常见的逆变升压拓扑结构，被广泛应用于UPS（不间断电源）系统中。这种选择并非偶然，而是基于多种因素的综合考虑，包括效率、成本、电路复杂度以及对系统性能的影响。接下来，我们将深入探讨推挽电路成为首选的原因。 推挽电路在低压设计中展现出了其独特的优势。当系统需要提升电压时，传统的解决方案如Boost电路、全桥电路和正激电路也会被考虑。然而，推挽电路因其独特的结构设计，能够更有效地处理电压转换。它通过将正负两个半波分开工作，并借助变压器进行合并，实现了电压的提升。这一设计不仅使得管子得以分开，而且绕组也独立，类似全波整流的工作方式，减少了磁通损失。 从成本和效率角度看，推挽电路相对优于其他拓扑。以桥式电路为例，尽管其变压器的匝数较少，但为了承载相同的功率，需要更大的截面积，这意味着更高的铜用量。同时，桥式电路需要4倍于推挽电路的管子数量，每个管子两两串联以提高耐压，但这同时也增加了内阻，导致能量损耗。而推挽电路仅需2倍的管子，且可以实现多单元并联，降低了内阻，提高了效率，同时也降低了成本。 再者，推挽电路在处理大电流时表现优秀。由于管子和绕组分开，可以轻松实现并联操作，适应负载电流的变化，提供了更好的扩展性和稳定性。与之相比，桥式电路虽然也能实现电压转换，但由于共用绕组，其在应对大电流时可能面临平衡问题，而推挽电路的对称性设计则能更好地解决这一问题。 此外，推挽电路的电流处理能力也值得称道。在同样的功率需求下，如1000W的升压任务，推挽电路在10V升至100V的例子中，通过合理的绕组设计和管子配置，可以显著减少铜皮的使用面积，降低材料成本，同时保持良好的电气性能。 虽然Boost电路也能完成升压任务，但 Boost 通常是非隔离设计，而推挽电路通常具有变压器隔离，这在安全性、电磁兼容性和应用场合上有本质的区别。隔离能够保护负载免受输入电源的直接影响，提高系统的安全性和可靠性。 推挽电路之所以成为逆变升压拓扑的首选，是因为它在电压提升、成本控制、电流处理以及隔离性能等方面具有显著优势，同时电路设计相对简洁，易于实现和维护。这些特点使得推挽电路在实际应用中脱颖而出，成为众多电源设计工程师的首选方案。