開關電源就是采用半導體器件去作為開關元件,通過周期性的開關,控制開元件來調整輸出電壓。開關電源的構成框圖如圖1所示,它由輸入電路、變換電路、輸出電路和控制電路等組成。功率變換是其核心部分,主要由開關電路和變壓器組成。為了滿足高功率密度的要求,變換器需要工作在高頻狀態(tài),開關晶體管要采用開關速度高、導通和關斷時間短的晶體臂,最典型的功率開關晶體管有功率晶體管(CTR)、功率場效應管((MOSFET)和絕緣型雙極型晶體管(IGBT)等3種??刂品绞椒譃槊}寬調制、脈頻調制、脈寬和頻率混合調制等3種,其中最常用的是脈寬調制(PWM)方式。
從60年代開始得到發(fā)展和應用的 DC一DC PWM 功率變換技術是一種硬開關技術。為了使開關電源在高頻狀態(tài)下也能高效率地運行,國內外電力電子界和電源技術界自70年代以來,不斷研究開發(fā)高頻軟開關技術。軟開關和硬開關波形比較如圖2所示。
從圖可以看出,軟開關的特點是功率器件在零電壓條件下導通(或關斷),在零電流條件下關斷(或導通)。與硬開關相比,軟開關的功率器件在零電壓、零電流條件下工作,功率器件開關損耗小。與此同時,du/dt和di/dt大為下降,所以它能消除相應的電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI) ,提高了變換器的可靠性。同時,為了減小變換器的體積和重量,必須實現(xiàn)高頻化。要提高開關頻率,同時提高變換器的變換效率,就必須減小開關損耗。減小開關損耗的途徑就是實現(xiàn)開關管的軟開關,因此軟開關技術軟開關技術已經(jīng)成為是開關變換技術的一個重要的研究方向。本文對軟開關和硬開關的工作特性進行比較,并對軟開關技術進行了詳細闡述。
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