关键词:开关电源;软开关技术;应用
科学技术的发展也带动了开关电源技术的革新,目前,越来越多的人倾向体积小,轻便的开关电源,这是开关电源的一个发展趋势。软开关技术就是在这样的背景下的发展起来的,它符合现代人要求开关电源体积小,质量轻的特点,是一种新型的技术,已经广泛的应用于的各个领域。同时软开关技术还提升了开关电源的质量和使用效率。
一、软开关电源的概述
软开关技术是一种新型的电源技术,它更加符合环保和节能的理念,是开关电源的一次创新。软开关技术的工作原理其实比较简单,就是在电压为零的时候,开关管是通着的,当电流为零的时候,开关管是关闭的,这样就可以有效的保护开关,避免在多次的开关中,因为电流及电压的变化而造成损害。同时,软开关的电路结构也发生了改变,增加了小电感、电容等原件,可以有效的降低开关损耗和噪音,让开关的工作环境更加安全。
在传统的通信电源中,常常会出现空开跳开、模块不均流、保险管断开、防雷器故障、整流模块退出的问题,而软开关技术的应用则有效解决了这一问题。与传统的开关相比,软开关设备体型小,在以往的通信电源中,电容、滤波电感、变压器的重量与体积占据着交稿的比例,降低了电路效率,容易引发电磁干扰问题,而软开关的体积小,就很好的解决了上述难题。软开关技术在开关过程中,理想状态下,软开关过程是电流或电压先降低零,电压或电流再缓慢上升到断态值,所以,开关损耗近似为零。
二、软开关电路的分类
1、准谐振开关电路
准谐振开关电路在各个领域已经有了广泛的应用,这种电路在没有电压的情况下可以正常的使用,在没有电流的情况下就会关闭,可以避免开关受到强电流的刺激。准谐振开关电路是一种变频电源,其中的输出的电压和频率成正比。这种电路情况比较复杂,但是它的效率高,损耗小,是一种比较受欢迎的开关电路。
2、ZVS-PWM开关电路
这种电路也是现阶段经常使用的一种电路,它有诸多的优点,首先ZVS--PWM开关电路的消耗功率比较低,但是效率很高,因此它是一个性价比较高的产品。其次ZVS--PWM开关电路的工作频率也比较高,可以承担长时间的作业。但是这种电路也有一定的弊端,就是在断开开关的时候,里面的电压会瞬间升高,比输入电压高一倍多,会对电路的运行产生不利的影响。
3、ZCT-PWM转换电路
ZCT-PWM转换电路是ZVS-PWM开关电路的延伸,它对ZVS-PWM开关电路的缺点做出了处理,让原先的电路模式转变为零电流转换电路,就避免了开关断开时,电压激增的问题,让电路变得更安全,更有利于使用。
三、开关电源中软开关技术的应用分析
1、磁性元器件多功能化
首先,在软开关工作的时候,产生高频损耗及大量热能的现象经常发生,这是由于在软开关工作的过程中,会有高频的电流流过,产生较大的振幅,从而导致损耗和热能的发生。为了有效的避免这一情况,可以采用空心线圈电感,这样在增大线圈的同时也可以降低损耗。其次,在软开关的使用过程中,一般用变压器代替转换电路,这样可以显著的提升变压器的功效。最后,体积小,质量轻是开关电源发展的趋势,为了有效的减小体积,可以去除里面的直流偏磁,为了保证软开关电源的使用效果不受影响,要加入磁性元件,让各个元件之间相互配合完成工作。
2、逆变器中软开关的应用
逆变器是直流电与交流电的转换电路,在生活中有很广泛的应用,但是逆变器的损耗较大,还会出现浪涌,对于元件会产生一定的损伤,软开关的应用可以很好的解决这一问题,让逆变器在更安全的环境中工作。太阳能电池、燃料电池等是我们在生活中经常用到的产品,它们产生的直流电压也受到高频逆变器的控制从而产生正弦电压,在逆变器中采用软开关技术,可以更好的进行这一操作。
软开关技术也可以应用到电动机的驱动中,在电动机的运行过程中,一般运用传感器进行各种参数的读取,各项电流的检测,将软开关技术应用到电动机的驱动中,可以更好的促进电动机的发展。
3、谐振变换器的应用
谐振变换器已经有多年的发展历史,从上世纪70年代被研发出来以后,谐振变换器一直被广泛的应用于各个领域。谐振变化器是指负载着谐振的变换器,它是根据PWM变换器的工作原理发展起来的,可以分为并联谐振变换器和串联谐振变换器两种。工作的原理是利用负载谐振对开关中的电流进行处理,达到软开关的要求。这种变化器受负载的影响很大,因此要对负载进行合适的选取。
综上所述,软开关技术在各个领域中已经有了广泛的应用,并且取得了较高的效果,在今后对电源开关进行设计时,可以充分的考虑软开关技术。但是软开关毕竟还是一种新型的电源开关,还存在着一些问题,我们要加大软开关技术的研究,充分挖掘软开关技术的优良性能,让其更好的为我们服务。
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