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軟開關技術的由來

自1970年前后,高效率的開關式穩壓電源取代了以往的串聯降壓器式的直流電源,隨即迅速發展,不僅不再需要大型散熱片,而且可以較輕的高頻變壓器取代笨重的工頻變壓器,以實現符合體小量輕電源的需求。 

 至1980年前后,開關頻率高頻化的技術,對于小型化的實現產生了莫大的效果。若是100W左右(5V, 20A)的正向變換器,僅經歷10年即較其實用化初期的標準2kHz,提高成為200^-500kHa之間,形體上僅為初期的1/10,確己實現了小型化的需求。

然而,進入1980年代以后,執行高頻化提升的結果導致了因半導體開關器件的開關損耗及變壓器的泄漏電感所引發的轉換時沖擊(浪涌)劇增,終于得知,難以期待符合更進一步的體小量輕化電源的需求。

基本的直流變換器的開關管采用PWM控制方式時,由于開關管不是理想器件,在開通時開關管的電壓不是立即下降到零,而是有一個下降時間,同時電流也不是立即上升到負載電流,也有一個上升時間,在這段時間里,電流和電壓有一個交疊區而產生損耗,即開通損耗。同樣,開關管關斷時,開關管兩端的電壓不是立即從零上升到電源電壓,流過電流也不是立即下降到零,在交疊時間里產生關斷損耗。這兩種損耗統稱為開關損耗,開關管的這種工作狀態為硬開關狀態。

 減小開關損耗的途徑就是實現開關管的高頻軟開關,軟開關的另一個名字叫“準諧振開關”,即應用諧振原理,使開關管的電壓和電流波形按正弦或準芷弦規律變化,當電流過零時,使開關管關斷,或電壓過零時,開關管開通,實現開關損耗為零,從而可將開關頻率提高 .

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