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什么叫做零電壓開關

工程師 ? 來源:未知 ? 作者:姚遠香 ? 2018-08-24 17:31 ? 次閱讀
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什么是零電壓開關

PWM開關電源按硬開關模式工作(開/關過程中電壓下降/上升和電流上升/下降波形有交疊),因而開關損耗大。高頻化雖可以縮小體積重量,但開關損耗卻更大了。為此,必須研究開關電壓/電流波形不交疊的技術,即所謂零電壓開關(ZVS)/零電流開關(ZCS)技術,或稱軟開關技術,小功率軟開關電源效率可提高到80%~85%。

零電壓開關原理

零電壓開關原理無非就是和普通變壓器一樣,鐵心發熱,又或者一個簡單的電磁爐。交變得磁場加到線圈上,當你將鐵棒放入線圈內,鐵棒產生感應電流,隨即發熱被燒紅。圖是一張典型的zvs電路圖。

什么叫做零電壓開關

好多人都是按圖制作,只要連線正確,元器件選擇合理一般都能制作成功,但是這個電路怎么工作的你知道嗎?下面我給大家詳細的分析一下。先看圖:

什么叫做零電壓開關

我們知道,晶體管,電阻電容等電子元件及時型號完全相同的兩個元件,其本身也會存在細小的差異。在初始上電期間Q1與Q2總會有個先導通一個后導通,假設上電期間Q1最先導通,Q2后導通,如上圖我們可以看到電流經L1 L2 Q1流向電源負極,電流經過L1 L2 Q2流向電源負極。此時電容C1被充電。好多人覺著就這樣一直不變了,怎么產生的交變磁場呢?我們接著看下圖:

什么叫做零電壓開關

在Q1導通的同時D4快回復二極管陰極相當于被Q1接地,二極管正向導通,這就使原本導通的Q2G極接地,隨即Q2截止不導通了。 這個時候該我們的C1 閃亮登場了,由于在上電期間C1被充電,由于C1與L2并聯這時候C1向L2放電,由于電感電流不能突變,在C1電荷即將放完電的時候L2又向C1充電,形成諧振。在C1向L2放電的同時,上管S極也有電了Q1隨即導通了D4隨之截止Q2隨之導通。Q2導通的結果就是拉低D3陰極,D3導通將Q1的導通變為截止。這個電路就像你推我我推你一樣這么一直運行著,運行的結果就是使L2上產生交變磁場如圖:

什么叫做零電壓開關

零電壓開關工作原理

什么叫做零電壓開關

由圖(a)可知,在ZCS諧振開關中,當開關管S1開通時,諧振網絡LrCr接通,電路諧振,開關管中的電流按準正弦規律變化(因此稱為準諧振),但諧振頻率不一定等于開關頻率。當電流諧振到零時,令開關管關斷,諧振停止,故圖(a)稱為ZCS諧振開關或準諧振開關。圖(c)給出了ZSC條件下開關管上的電壓Uce和電流Ic的波形,圖2給出了PWM開關的電壓、電流軌跡(A1為關斷過程,A2為開通過程)和ZSC諧振開關的電壓、電流軌跡B。

由圖可見,當開關管處于關斷狀態時,LrCr串聯諧振,電容Cr(包括開關管的輸出電容)上的電壓按準正弦規律變化,當它諧振過零時,令開關管開通,因此圖1(b)是一種ZVS諧振開關。

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