磁性元件的體積和重量在開(kāi)關(guān)電源中占有很大比例，而開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展方向是體積小、重量輕和低成本，高頻化可以有效的減小磁性元件的體積和重量，即開(kāi)關(guān)器件的工作頻率越高，其體積和重量越小。傳統的DCOC變換器中，開(kāi)關(guān)器件工作在硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
硬開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)如下：
(1)開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程損耗比較大；
(2)感性關(guān)斷問(wèn)題：
當電路中有感性器件時(shí)，開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，會(huì )感應出很高的電壓尖峰，極易損壞開(kāi)關(guān)器件；
(3)容性開(kāi)通問(wèn)題：
當開(kāi)關(guān)器件在高壓下開(kāi)通時(shí)，開(kāi)關(guān)器件結電容中的能量將全部消耗在該器件上，從而易使該開(kāi)關(guān)器件因為過(guò)熱而損壞;
(4)二極管反向恢復問(wèn)題：
二極管由導通變?yōu)榻刂箷r(shí)，有一個(gè)反向恢復時(shí)間，在此時(shí)間內，二極管仍處于導通關(guān)態(tài)，若立即開(kāi)通與其串聯(lián)的開(kāi)關(guān)器件，會(huì )產(chǎn)生很大的沖擊電流，易損壞該開(kāi)關(guān)器件。
由于硬開(kāi)關(guān)存在以上缺點(diǎn)，限制了開(kāi)關(guān)器件工作頻率的提高，在軟開(kāi)關(guān)技術(shù)出來(lái)之前，功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)損耗是很大的。為了彌補硬開(kāi)關(guān)工作的不足，提出了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。
軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的原理
所謂“軟開(kāi)關(guān)”是與“硬開(kāi)關(guān)”相對應的。硬開(kāi)關(guān)是指在功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程中，電壓和電流的變化比較大，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)損耗和噪聲也較大，開(kāi)關(guān)損耗隨著(zhù)開(kāi)關(guān)頻率的提高而增加，導致電路效率下降；開(kāi)關(guān)噪聲給電路帶來(lái)嚴重的電磁干擾，影響自身及周邊電子設備的正常工作。
軟開(kāi)關(guān)是在硬開(kāi)關(guān)電路的基礎上，加入電感、電容等諧振器件，在開(kāi)關(guān)轉換過(guò)程中引入諧振過(guò)程，開(kāi)關(guān)在其兩端的電壓為零時(shí)導通;或使流過(guò)開(kāi)關(guān)器件的電流為零時(shí)關(guān)斷，使開(kāi)關(guān)條件得以改善，降低硬開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪聲，從而
提高了電路的效率。
圖1 理想狀態(tài)下軟開(kāi)關(guān)和硬開(kāi)關(guān)波形比較圖
軟開(kāi)關(guān)包括軟開(kāi)通和軟關(guān)斷兩個(gè)過(guò)程：
理想的軟開(kāi)通過(guò)程是：開(kāi)關(guān)器件兩端的電壓先下降到零后，電流再緩慢上升到通態(tài)值，所以開(kāi)通時(shí)不會(huì )產(chǎn)生損耗和噪聲，軟開(kāi)通的開(kāi)關(guān)稱(chēng)之為零電壓開(kāi)關(guān)。
理想的軟關(guān)斷過(guò)程是：開(kāi)關(guān)器件兩端的電流先下降到零后，電壓再緩慢上升到通態(tài)值，所以關(guān)斷時(shí)不會(huì )產(chǎn)生損耗和噪聲，軟關(guān)斷的開(kāi)關(guān)稱(chēng)之為零電流開(kāi)關(guān)。
功率開(kāi)關(guān)管的軟開(kāi)關(guān)理想波形和硬開(kāi)關(guān)波形如圖1所示，由圖可以看出，在硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，功率開(kāi)關(guān)管兩端的電壓、電流有明顯的交疊區，在此交疊區內產(chǎn)生開(kāi)關(guān)損耗;而在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，功率開(kāi)關(guān)管兩端的電壓、電流幾乎沒(méi)有交疊區，所以也就不會(huì )產(chǎn)生開(kāi)關(guān)損耗。
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