数事热本与变用
应用研究
直流开关电源的软开关技术及发展研究
姚洪平1邢玉秀1郭洋2
(1.河北联合大学轻工学院信息科学与技术部河北唐山063000;2.河北联合大学轻工学院工程教育部河北唐山063000) 摘要：电源技水在近几年来不断发展究善,无论是理论研究方面还是生产应用方向部收获了半项的成累和大幅度的选步。要实现电源设备的高
效率低体积、高性能低重量,开关电源的高频化已经成为一种必然的发展趋势。开关电源的重要研究方向就是高效率和软开关其中软开关技术就是促进电源高频化的关键技术之一，本篇论文深入操讨了直流开关电源的软开关技术及其发展研究的革命性进程极其重要意义，
关键调：直流开关软开关技术发展研究中图分类号：TM564
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2014)02-0095-01
对于各种电器而言，电源是如同心脏一般的存在，近年来，国家重视电力电子技术的开发与应用，直流开关电源在航空航天、通讯和计算机等高科技领域得到了大量的使用。这也要求相关领域必须研制出小型高效的开关电源取代原本笨重低效的旧式装置。在精益求精的电源领域中，实现电源的高频化，软开关技术的研究十分关键。
1软开关研究技术的重要意义
电源技术的发展，多种新型电路拓扑、新型器件和控制策略的应用，使得高频开关得到了广泛的应用。但是电源装置采用硬开关方式会存在以下问题：
1.1开关损耗多
到目前为止，开关电源普追应用PWM技术，也就是脉宽调制技术。它要在大电流、高电压下通电和断电，所以开关管并不是这种变换电路中的理性器件，因为开关管的导通和切断都需要时间产生电流升降和电压升降，会产生消耗。
1.2电压、电流尖峰大
当感性关断时，电路中的相应元件会感应到尖峰电压。开关的频率越高，感应电压的尖峰值越高，可能造成器件的不安全击穿，当容性开通时,开关器件的结电容中储存的能量会以电流的形式耗散到开关器件内。开关的频率越高，容性开通的电流值越大，会造成器件的热损毁。对器件的安全性危害极大。
1.3电磁干扰重
额率越高，电路中的di,dt和du,dt的比值就越大，导致了电磁干扰加重，影响了周图电子设备和整流器的正常工作。然而，采用软开关技术就不同了，它可以有效的解决上诉所有问题。所以，有效的利用软开关技术，是电源设计师的关键任务，也是电源设备制造商
们提高效率，降低成本的首要选择。 2软开关技术的应用原理
自改革开放以来，由于传统变换器硬开关的应用擎端，软开关技术得到了广泛的应用，软开关技术一般有零电压开关和零电流开关两种，主要应用谱振原理，使得电流在开关器件中按正弦规律或者余
弦规律变化。为了减少损耗，在电流自然过零的时候，关断器件。 3软开关技术的分类
3.1谐据振变换器
谐振变换器的实质是负载谱振变换器，最早被提出来是在上世纪七十年代。在标准脉宽调制变换器上附加谱振网络就会得到谱振变换器，根据谱振元件的不同谱振方式，可以将谐振变换器分为申联谱报和并联谱振两大类变换器，根据谱振电路和负载的连接方式的不同，又可以将谱振变换器分成串联和并联负载谱振变换器两种。它的工作原理就是通过负载的请振与谱振网络，调整经过开关元件的电压或电流，成为正弦波形，使开关元件在电流过零开通，在电压过零时关断，从而实现软开关的过程。谱振变换器与负载的关联很大，对负载变化特别的敏感应采用频率调制方法，它的EMI很小，可以在中频感应场广泛使用，这种软开关技术适用于开关速度比较慢的器件，多应用在全桥或半桥变换器。
3.2准请振变换器和多谐振变换器
上世纪八十年代初期，李泽元教投在美国的UPEC和众多研究人员一起研究提出了谱振开关。最为准谱振变换器中的关键部分，
它是在PWM的开关上添加了一些谱报元件。按照开关管与谱报电容和谱振电感的不同结合方式，可以将谱振开关分为零电压和零电流开关，这两种开关都有两种电路方式，即L型和M型，又各有全波和半波两种模式。
振开关虽然实现了软开关，降低了开关的损耗，但是在这种方式中的开关器件压应力过大。只有采用变频控制才能在开关器件波动的工作频率下保持输出电压的恒定。但是变频控制方法过于复杂，不能实现最优设计，因此，这种谱振方法多数适用于小功率低电压的场合。
3.3家开关PWM变换器
零开关PWM变换器是在准谐报软开关中加入辅助开关管，控制振过程，实现PWM的控制，主要有零电压PWM和零电流PWM两种变换器。它在利用谱振换相后继续采用PWM，既保留了硬开关脉宽调制技术的低稳态应力和低稳态损耗的优点又克服了三大缺陷。
3.4零转换PWM变换器
零转换PWM转换器的谱报网络是和主开关并联的。主要有 ZVT-PWM变换器和ZCP-PWM变换器两种。零转换PWM转换器既能够解决谱振技术和PWM技术缺点，文能够综合二者的优点，是因为零转换PWM转换器在开关转换结束后立刻就变成了正常的工作方式，因此，这种转换器广泛应用于中、大功率的场合。它能实现频率但定的控制，能够减少电路损耗，不会增加主要开关管的电流和电压的应力。
3.5无源无损缓冲电路
无源无损缓冲电路指的就是不附如有源器件，只采用二极管和电感来组成的无损缓冲电路。一般包括三种功能回路：关断缓冲回路、开通缓冲回路和反馈回路，严格意义上来说，这种电路只能满足开关过程的软化，但是因其开关损耗很低，电路拓扑很简单成本低，
体积小。 4结语
为了在降低循环能量的同时，建立软开关条件，使得软开关 PWM技术得到了很多种发展。当今的开关转化技术大多数都应用的谐振原理，由于电路的串联或并联谱振网络会产生谱振损耗，还会使电路产生固有的影响，因此，人们提出了软开关技术，结合了谱振零电压技术和无损耗吸收技术的优势，电路实现了零电压开通的同时也实现了零电流关断，保证零电流开通的同时，包含零电压关断四种状态的随意组合。新型的软开关技术已经成为全新的发展趋势。参考文献
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