簡單科普下開關(guān)電源軟開關(guān)技術(shù)

經(jīng)常在發(fā)燒友論壇上看到大神分享各種電源，就想學(xué)著做個LLC開關(guān)電源?？吹揭粋€據(jù)說很熱門的軟開關(guān)技術(shù)，就在網(wǎng)上查閱各種資料，不查不知道，原來開關(guān)電源軟開關(guān)技術(shù)，還有那么多的學(xué)問。開關(guān)電源不僅可以有硬開關(guān)、軟開關(guān)，軟開關(guān)中又分為電壓型、電流型等...

所以，今天打算給大家簡單科普下開關(guān)電源軟開關(guān)技術(shù)。

一、硬開關(guān)和軟開關(guān)

硬開關(guān)

開關(guān)過程中電壓和電流均不為零，出現(xiàn)了重疊。電壓、電流變化很快，波形出現(xiàn)明顯得過沖，導(dǎo)致開關(guān)噪聲。

圖1 硬開關(guān)的開關(guān)過程

軟開關(guān)

在原電路中增加了小電感、電容等諧振元件，在開關(guān)過程前后引入諧振，消除電壓、電流的重疊。降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲。

圖2 軟開關(guān)的開關(guān)過程

二、軟開關(guān)分類

根據(jù)開關(guān)元件開通和關(guān)斷時電壓、電流的狀態(tài)，軟開關(guān)主要分為：零電壓電路、零電流電路兩種。

當(dāng)不指出是開通或是關(guān)斷，僅稱零電壓開關(guān)和零電流開關(guān)。開通和關(guān)斷的狀態(tài)，要靠電路中的諧振來實現(xiàn)。

零電壓、電流電路，有如下四種開通關(guān)斷狀態(tài)：

零電壓開通開關(guān)開通前其兩端電壓為零——開通時不會產(chǎn)生損耗和噪聲。

零電流關(guān)斷開關(guān)關(guān)斷前其電流為零——關(guān)斷時不會產(chǎn)生損耗和噪聲。

零電壓關(guān)斷與開關(guān)并聯(lián)的電容能延緩開關(guān)關(guān)斷后電壓上升的速率，從而降低關(guān)斷損耗。

零電流開通與開關(guān)串聯(lián)的電感能延緩開關(guān)開通后電流上升的速率，降低了開通損耗。

三、軟開關(guān)電路

根據(jù)軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程，可以將軟開關(guān)電路分成準(zhǔn)諧振電路、零開關(guān)PWM電路和零轉(zhuǎn)換PWM電路。每一種軟開關(guān)電路都可以用于降壓型、升壓型等不同電路，可以從基本開關(guān)單元導(dǎo)出具體電路。

準(zhǔn)諧振電路

準(zhǔn)諧振電路中電壓或電流的波形為正弦半波，因此稱之為準(zhǔn)諧振。是最早出現(xiàn)的軟開關(guān)電路。準(zhǔn)諧振電路，具有以下特點：

諧振電壓峰值很高，要求器件耐壓必須提高；諧振電流有效值很大，電路中存在大量無功功率的交換，電路導(dǎo)通損耗加大；

諧振周期隨輸入電壓、負(fù)載變化而改變，因此電路只能采用脈沖頻率調(diào)制方式來控制；

諧振電路（LLC）是很多電源工程師的技術(shù)瓶頸。目前，市面上關(guān)于LLC諧振電路的學(xué)習(xí)渠道資料相當(dāng)有限，網(wǎng)上也沒有一套很好完整的教學(xué)書籍、視頻教程。