开关电源中软开关技术应用探析

开关电源中软开关技术应用探析

王振羽

（丰满大坝重建工程建设局132108）

摘要：未来技术的发展方向是软开关技术，其主要的发展态势是轻量化、小型化。与此同时，对电磁兼容性与效率提出了较为严格的标准。应用软开关技术，其主要的价值是解决开关噪声与开关损耗的状况，以此提升开关的频率。文章是针对开关电源中软开关技术的应用，展开的深入全面的探究，并且提出相关建议，供相关人员参考。

关键词：开关电源；软开关；技术应用；探析

在应用与设计开关电源的过程中，需要全面系统的应用软开关技术，实施技术攻关，全面设计与规划出使用时间较长、效率高、用途广泛的全新环保性能的开关电源。促使开关电源中的软开关技术，得到有效应用。

一、概述软开关技术

软开关技术具体是指，电压是零时开关管导通，电流是零时开关管关断。一般状况下，将开关元件当中的电压波形的正弦波的叫做电压谐振开关电路。其主要的工作方式是零电压开关ZVS，并且将流过开关的电流波形式正弦波形的叫做电流谐振开关电路，主要的工作方式是零电流开关。

二、软开关存在的主要弊端与不足

（一）逆变器中软开关的应用

逆变器是直流-交流转换电路。在非接触式能量转换、高频加热及金属熔的解炉的转化过程中，具体是应用电流或者高频交流电压。为减少损失与消耗、抑制浪涌，逆变器都会应用软开关技术。在使用燃料电池、太阳能电池等质量过关电源的直流输电体系中，通常是高频逆变器对直流电压实施PWM控制，然后借助低通滤波器获取正弦电压，所以在逆变器当中可使用软开关。在电动机控制之中，应用传感器方式的过程中，使用传感器检查转角和电流等微变量，迅速算出转矩等诸多参数，正交控制好电流和磁通。所以，在电动机的驱动过程，也要使用软开关技术。

（二）磁性元器件的多功能化

第一，转换电流当中一般应用变压器，科学应用变压器的遗漏或者励磁电感当成软开关的L与C，由此，变压器具备诸多功能；第二，在应用磁性元件的过程中，为缩小体积，最为主要的是需要除掉直流偏磁，应用有源钳位电炉，能够由谐振电容促使变压器磁复位，所以，针对软开关实用性能，最为重要的是磁性元器件之间的配合；第三，介于软开关的L要经过高频电流，并且大振幅的工作，所以，存在高频损耗的状况，出现发热现象，为除去铁损耗而应用空心线圈电感导致线圈变大；介于邻近效应、集肤效应的价值，扩大了阻性损耗。

三、探究软开关电路的具体类型

（一）准谐振开关电路

电子开关具备零电流关断、零电压导通的因素，这样的变换电路的名称是准谐振变换电炉。QRC软开关的输出电压受频率的直接影响，频率越低，输出电压越小，但是和占空比没有关联，由此可见，QRC是变频电源中的一种，其和脉宽调制的变换电路相对比，控制具备繁琐性，这便是准谐振变换电路的重大价值。

（二）ZVS-PWM开关电路

ZVS-PWM开关电路和ZCS-PWM开关电路是相同的，其主要的优点是，工作频率高、功率损耗少等，但是主开关漏源极电压在关断的过程中，大约是输入电压的两倍，这样电压应力对ZVS-PWM开关电路有一定的弊端，因此，在ZVS-PWM开关电路上，要选取具有耐压性能的开关功率管。

（三）不对称半桥型电路

此电路主电路构造和一般半桥电路是一致的，区别在于，一次侧开关管的控制方法，规避了一般半桥在两开关管均位于关断状况时，变压器漏感所导致的电压振荡状况，和移相全桥电路相比较，有高电压输入时，环流电流不会有损耗的状况出现。与此同时，不对称半桥电路的电路较为单一，需要的器件非常少，能够更多的应用在小功率电源当中。

（四）ZVT-PWM转换电路

ZVT-PWM转换电路和ZCS-PWM开关电路的运行方式、工作理念存在相同之处，存在的差距是谐振网络和主开关并联，但是ZCS-PWM开关电路是谐振电容与主开关的并联。ZVT-PWM或者ZCT-PWM转换电路能够促使主开关管在导通与关闭的过程中，电路运行的电压应力较小，可以负担输入与负载电压在非常规模内出现的改变。与此同时，工作电流与损耗都非常少，不会对电路的工作效率造成一定的影响。这种类型的开关电路时长被用在功率因数校正装置中。

（五）软开关PWM三电平直流转换电路

在DC-DC转换电路的输入电压升高的过程中，主电路所应用的器件耐压也要提升，但是高耐压的开关器件的特征不符合标准，譬如：高耐压的IGBT开关特性非常差，高耐压的MOSFET的导通电阻明显提升。软开关三电转换电路，促使开关管的电压应力降低到输入电压的二分之一。三电平直流转换电路按照拓扑构造上，能够分成全桥拓扑、半桥拓扑，两者之间的工作理念是存在相同之处的，譬如：在软开关方法上和移相全桥拓扑是存在相同之处的。

结语：

综上所述，文章是针对开关电源中软开关技术应用，展开的具体全面的探究，并且简单介绍了软开关技术的含义、软开关存在的弊端与不足及软开关电路的具体种类，譬如：软开关PWM三电平直流转换电路、准谐振开关电路、不对称半桥型电路、ZVS-PWM开关电路及ZVT-PWM转换电路，并且提出了针对性的建议，其主要的目的是为相关工作人员提供参考意见，并且能够研制出用途广泛的新型环保节能开关电源，奠定强有力的根基。

参考文献：

[1]张志龙.软开关技术在数字化弧焊逆变电源中的应用研究[D].哈尔滨工程大学，2011.

[2]曹毅.软开关技术在开关电源中的应用及谐波分析研究[D].河南科技大学，2013.

[3]李书杰.软开关技术在大功率开关电源中的应用研究[D].武汉工程大学，2015.