軟開關技術

軟開關技術

軟開關技術是使功率變換器得以高頻化的重要技術之一,。

軟開關技術

它套用諧振的原理, 使開關器件中的電流(或電壓) 按正弦或準正弦規律變化。當電流自然過零時, 使器件關斷(或電壓為零時, 使器件開通) , 從而減少開關損耗。它不僅可以解決硬開關變換器中的硬開關損耗問題、容性開通問題、感性關斷問題及二極體反向恢復問題, 而且還能解決由硬開關引起的EMI 等問題。

當開關頻率增大到兆赫茲級範圍, 被抑制的或低頻時可忽視的開關應力和噪聲, 將變得難以接受。諧振變換器雖能為開關提供零電壓開關和零電流開關狀態, 但工作中會產生較大的循環能量, 使導電損耗增大。為了在不增大循環能量的同時, 建立開關的軟開關條件, 發展了許多軟開關PWM 技術。它們使用某種形式的諧振軟化開關轉換過程,開關轉換結束後又恢復到常規的PWM 工作方式,但它的諧振電感串聯在主電路內, 因此零開關條件與電源電壓、負載電流的變化範圍有關, 在輕載下有可能失去零開關條件。為了改善零開關條件, 人們將諧振網路並聯在主開關管上, 從而發展成零轉換PWM 軟開關變換器, 它既克服了硬開關PWM技術和諧振軟開關技術的缺點, 又綜合了它們的優點。目前無源無損緩衝電路將成為實現軟開關的重要技術之一, 在直流開關電源中也得到了廣泛的套用。

軟開關的具體套用

如今軟開關變換器都套用了諧振原理, 在電路中並聯或串聯諧振網路, 勢必產生諧振損耗, 並使電路受到固有問題的影響。為此, 人們在諧振技術和無損耗緩衝電路的基礎上提出了組合軟開關功率變換器的理論。組合軟開關技術結合了無損耗吸收技術與諧振式零電壓技術、零電流技術的優點, 其基本原理是通過輔助管實現部分主管的零電流關斷或零電壓開通, 主管的其餘軟開關則是由無損耗吸收網路來加以實現, 吸收能量恢復電路被ZCT、ZVT諧振電路所取代, 輔助管的軟開關則是由無損耗吸收網路或管電壓、電流自然過零來加以實現。換言之, 即電路中既可以存在零電壓開通, 也可以存在零電流關斷, 同時既可以包含零電流開通, 也可以包含零電壓關斷, 是這四種狀態的任意組合。由此可見, 由無損耗緩衝技術和諧振技術組合而成的新型軟開關技術將成為新的發展趨勢

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