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软开关技术的由来

自1970年前后,高效率的开关式稳压电源取代了以往的串联降压器式的直流电源,随即迅速发展,不仅不再需要大型散热片,而且可以较轻的高频变压器取代笨重的工频变压器,以实现符合体小量轻电源的需求。 

 至1980年前后,开关频率高频化的技术,对于小型化的实现产生了莫大的效果。若是100W左右(5V, 20A)的正向变换器,仅经历10年即较其实用化初期的标准2kHz,提高成为200^-500kHa之间,形体上仅为初期的1/10,确己实现了小型化的需求。

然而,进入1980年代以后,执行高频化提升的结果导致了因半导体开关器件的开关损耗及变压器的泄漏电感所引发的转换时冲击(浪涌)剧增,终于得知,难以期待符合更进一步的体小量轻化电源的需求。

基本的直流变换器的开关管采用PWM控制方式时,由于开关管不是理想器件,在开通时开关管的电压不是立即下降到零,而是有一个下降时间,同时电流也不是立即上升到负载电流,也有一个上升时间,在这段时间里,电流和电压有一个交叠区而产生损耗,即开通损耗。同样,开关管关断时,开关管两端的电压不是立即从零上升到电源电压,流过电流也不是立即下降到零,在交叠时间里产生关断损耗。这两种损耗统称为开关损耗,开关管的这种工作状态为硬开关状态。

 减小开关损耗的途径就是实现开关管的高频软开关,软开关的另一个名字叫“准谐振开关”,即应用谐振原理,使开关管的电压和电流波形按正弦或准芷弦规律变化,当电流过零时,使开关管关断,或电压过零时,开关管开通,实现开关损耗为零,从而可将开关频率提高 .

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