软开关技术综述
软开关技术综述
摘要
软开关技术是利用在零电压、零电流条件下控制开关器件的导通和关断，有效地降低了电路的开关损耗和开关噪声因而在电力电子装置中得到广泛应用。本文在讲述软开关技术的原理及分类的基础上，主要回顾了软开关技术的由来和发展历程，以及发展现状和未来的发展趋势。关键词：软开关技术原理发展历程发展趋势
一．引言：
根据开关元件的工作状态，可以把开关分成硬开关和软开关两类。硬开关是指开关元件在导通和关断过程中，流过器件的电流和元件两端的电压在同时变化；软开关是指开关元件在导通和关断过程中，电压或电流之一先保持为零，一个量变化到正常值后，另一个量才开始变化直至导通或关断过程结束。由于硬开关过程中会产生较大的开关损耗和开关噪声。开关损耗随着开关频率的提高而增加，使电路效率下降，阻碍了开关频率的提高；开关噪声给电路带来了严重的电磁干扰问题，影响周边电子设备的正常工作。为了降低开关的损耗和提高开关频率，软开关的应用越来越多。
电力电子装置中磁性元件的体积和重量占很大比例，从电机学相关知识知道，使变压器、电力电子装置小型化、轻量化的途径是电路的高频化。但是传统的开关器件工作在硬开关状态，在提高开关频率的同时，开关损耗和电磁干扰也随之增加。所以，简单地提高开关频率显然是不行的。软开关技术是使功率变换器得以高频化的重要技术之一它应用谐振的原理使开关器件中的电流或电压按正弦或准正弦规律变化。当电流自然过零时使器件关断或电压为零时使器件开通从而减少开关损耗。它不仅可以解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极管反向恢复问题而且还能解决由硬开关引起的EMI等问题。
当开关频率增大到兆赫兹级范围被抑制的或低频时可忽视的开关应
f软开关技术综述
力和噪声将变得难以接受。谐振变换器虽能为开关提供零电压开关和零电流开关状态但工作中会产生较大的循环能量使导电损耗增大。为了在不增大循环能量的同时建立开关的软开关条件发展了许多软开关PWM技术。它们使用某种形式的谐振软化开关转换过程开关转换结束后又恢复到常规的PWM工作方式但它的谐振电感串联在主电路内因此零开关条件与电源电压、负载电流的变化范围有关在轻载下有可能失去零开关条件。为了改善零开关条件人们将谐振网络并联在主开关管上从而发展成零转换PWM软开关变换器r