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標(biāo)簽 > 軟開(kāi)關(guān)
軟開(kāi)關(guān)是使用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的開(kāi)關(guān)過(guò)程。理想的軟開(kāi)關(guān)過(guò)程是電流或電壓先降到零，電壓或電流再緩慢上升到斷態(tài)值，所以開(kāi)關(guān)損耗近似為零。軟開(kāi)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)功率變換器件的高頻化。
軟開(kāi)關(guān)是使用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的開(kāi)關(guān)過(guò)程。理想的軟開(kāi)關(guān)過(guò)程是電流或電壓先降到零，電壓或電流再緩慢上升到斷態(tài)值，所以開(kāi)關(guān)損耗近似為零。軟開(kāi)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)功率變換器件的高頻化。軟開(kāi)關(guān)電路中增加了諧振電感Lr和諧振電容Cr，與濾波電感L、電容C相比，Lr和Cr的值小得多，同時(shí)開(kāi)關(guān)增加了反并聯(lián)二極管，而硬開(kāi)關(guān)電路中不需要這個(gè)二極管。降壓型零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路中，在開(kāi)關(guān)過(guò)程前后引入諧振，使開(kāi)關(guān)開(kāi)通前電壓先降到零，關(guān)斷前電流先降到零，消除了開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓、電流的重疊，從而大大減小甚至消除開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)，諧振過(guò)程限值了開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓和電流的變化率，使開(kāi)關(guān)噪聲減小。
軟開(kāi)關(guān)是使用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的開(kāi)關(guān)過(guò)程。理想的軟開(kāi)關(guān)過(guò)程是電流或電壓先降到零，電壓或電流再緩慢上升到斷態(tài)值，所以開(kāi)關(guān)損耗近似為零。軟開(kāi)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)功率變換器件的高頻化。軟開(kāi)關(guān)電路中增加了諧振電感Lr和諧振電容Cr，與濾波電感L、電容C相比，Lr和Cr的值小得多，同時(shí)開(kāi)關(guān)增加了反并聯(lián)二極管，而硬開(kāi)關(guān)電路中不需要這個(gè)二極管。降壓型零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路中，在開(kāi)關(guān)過(guò)程前后引入諧振，使開(kāi)關(guān)開(kāi)通前電壓先降到零，關(guān)斷前電流先降到零，消除了開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓、電流的重疊，從而大大減小甚至消除開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)，諧振過(guò)程限值了開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓和電流的變化率，使開(kāi)關(guān)噪聲減小。
軟開(kāi)關(guān)（Soft-Switching）是相對(duì)硬開(kāi)關(guān)（Hard-Switching）而言的。通過(guò)在開(kāi)關(guān)過(guò)程前后引入諧振，使開(kāi)關(guān)開(kāi)通前電壓先降到零，關(guān)斷前電流先降到零，就可以消除開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓、電流的重疊，降低它們的變化率，從而大大減小甚至消除開(kāi)關(guān)損耗。同時(shí)的，諧振過(guò)程限制了開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓和電流的變化率，這使得開(kāi)關(guān)噪聲也顯著減小。這樣的電路被稱為軟開(kāi)關(guān)電路，而這樣的開(kāi)關(guān)過(guò)程也被稱為軟開(kāi)關(guān)（Soft-Switching）。［1］ 理想的軟關(guān)斷過(guò)程是電流先降到零，電壓再緩慢上升到斷態(tài)值，所以關(guān)斷損耗近似為零。由于器件關(guān)斷前電流已下降到零，解決了感性關(guān)斷問(wèn)題。理想的軟開(kāi)通過(guò)程是電壓先降到零，電流再緩慢上升到通態(tài)值，所以開(kāi)通損耗近似為零，器件結(jié)電容的電壓亦為零，解決了容性開(kāi)通問(wèn)題。同時(shí)，開(kāi)通時(shí)，二極管反向恢復(fù)過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，因此二極管反向恢復(fù)問(wèn)題不存在。［2］
實(shí)現(xiàn)方式
軟開(kāi)關(guān)是電器回路中用于連通和切斷負(fù)載的一種方式和裝置，這種方式系指負(fù)載的切斷和接通不是瞬間突然地完成，而是逐漸地由小到大完成接通過(guò)程，逐漸地由大到小完成切斷過(guò)程?，F(xiàn)實(shí)中的軟開(kāi)關(guān)可見(jiàn)于照明回路，對(duì)于一盞燈開(kāi)啟時(shí)由不亮到微亮再到全亮逐漸地緩慢地完成，關(guān)閉過(guò)程則相反。軟開(kāi)關(guān)的引入可以避免燈光突然變化給人眼造成的刺激，特別在全黑暗的情況下更為重要?，F(xiàn)實(shí)中軟開(kāi)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方式有：對(duì)于白熾燈等電阻性負(fù)載常常使用可控硅調(diào)節(jié)導(dǎo)通角的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)開(kāi)啟燈光時(shí)導(dǎo)通角由0到180度漸變，當(dāng)燈光關(guān)閉時(shí)導(dǎo)通角則反過(guò)來(lái)由180度漸變，這樣便實(shí)現(xiàn)了軟開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟和關(guān)閉。對(duì)于熒光燈類負(fù)載則通過(guò)調(diào)節(jié)占空比的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。［1］
軟開(kāi)關(guān)分類
零電壓開(kāi)通◆開(kāi)關(guān)開(kāi)通前其兩端電壓為零，則開(kāi)通時(shí)不會(huì)產(chǎn)生損耗和噪聲。■零電流關(guān)斷◆開(kāi)關(guān)關(guān)斷前其電流為零，則關(guān)斷時(shí)不會(huì)產(chǎn)生損耗和噪聲?！隽汶妷宏P(guān)斷◆與開(kāi)關(guān)并聯(lián)的電容能延緩開(kāi)關(guān)關(guān)斷后電壓上升的速率，從而降低關(guān)斷損耗?！隽汶娏鏖_(kāi)通◆與開(kāi)關(guān)串聯(lián)的電感能延緩開(kāi)關(guān)開(kāi)通后電流上升的速率，降低了開(kāi)通損耗。在很多情況下，不再指出開(kāi)通或關(guān)斷，僅稱零電壓開(kāi)關(guān)和零電流開(kāi)關(guān)。簡(jiǎn)單的利用并聯(lián)電容實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷和利用串聯(lián)電感實(shí)現(xiàn)零電流開(kāi)通一般會(huì)給電路造成總損耗增加、關(guān)斷過(guò)電壓增大等負(fù)面影響，因此是得不償失的。
軟開(kāi)關(guān)電路編輯主要開(kāi)關(guān)過(guò)程為軟開(kāi)關(guān)的電路稱為軟開(kāi)關(guān)電路。根據(jù)軟開(kāi)關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程，分為以下三類：準(zhǔn)諧振電路，零開(kāi)關(guān)PWM電路，零轉(zhuǎn)換PWM電路。
什么是軟開(kāi)關(guān)和硬開(kāi)關(guān)
硬開(kāi)關(guān)：
1.開(kāi)關(guān)損耗大。開(kāi)通時(shí)，開(kāi)關(guān)器件的電流上升和電壓下降同時(shí)進(jìn)行；關(guān)斷時(shí)，電壓上升和電流下降同時(shí)進(jìn)行。電壓、電流波形的交疊產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)損耗，該損耗隨開(kāi)關(guān)頻率的提高而急速增加。2.感性關(guān)斷電尖峰大。當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，電路的感性元件感應(yīng)出尖峰電壓，開(kāi)關(guān)頻率愈高，關(guān)斷愈快，該感應(yīng)電壓愈高。此電壓加在開(kāi)關(guān)器件兩端，易造成器件擊穿。3.容性開(kāi)通電流尖峰大。當(dāng)開(kāi)關(guān)器件在很高的電壓下開(kāi)通時(shí)，儲(chǔ)存在開(kāi)關(guān)器件結(jié)電容中的能量將以電流形式全部耗散在該器件內(nèi)。頻率愈高，開(kāi)通電流尖峰愈大，從而引起器件過(guò)熱損壞。另外，二極管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)存在反向恢復(fù)期，開(kāi)關(guān)管在此期間內(nèi)的開(kāi)通動(dòng)作，易產(chǎn)生很大的沖擊電流。頻率愈高，該沖擊電流愈大，對(duì)器件的安全運(yùn)行造成危害。4.電磁干擾嚴(yán)重。隨著頻率提高，電路中的di/dt和dv/dt增大，從而導(dǎo)致電磁干擾（EMI）增大，影響整流器和周圍電子設(shè)備的工作。
軟開(kāi)關(guān)：
上述問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了開(kāi)關(guān)器件工作頻率的提高。近年來(lái)開(kāi)展的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)研究為克服上述缺陷提供了一條有效的途徑。和硬開(kāi)關(guān)工作不同，理想的軟關(guān)斷過(guò)程是電流先降到零，電壓在緩慢上升到斷態(tài)值，所以關(guān)斷損耗近似為零。由于器件關(guān)斷前電流已下降到零，解決了感性關(guān)斷問(wèn)題。理想的軟開(kāi)通過(guò)程是電壓先降到零，電流在緩慢上升到通態(tài)值，所以開(kāi)通損耗近似為零，器件結(jié)電容的電壓亦為零，解決了容性開(kāi)通問(wèn)題。同時(shí)，開(kāi)通時(shí)，二極管反向恢復(fù)過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，因此二極管方向恢復(fù)問(wèn)題不存在。
軟開(kāi)關(guān)的分類
根據(jù)開(kāi)關(guān)元件開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)電壓電流狀態(tài)，可分為零電壓電路和零電流電路兩大類。根據(jù)軟開(kāi)關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程可以將軟開(kāi)關(guān)電路分成準(zhǔn)諧振電路、零開(kāi)關(guān)PWM電路和零轉(zhuǎn)換PWM電路。
1.零電壓開(kāi)關(guān)
?、倭汶妷洪_(kāi)通：開(kāi)關(guān)開(kāi)通前其兩端電壓為零開(kāi)通時(shí)不會(huì)產(chǎn)生損耗和噪聲。
?、诹汶妷宏P(guān)斷：與開(kāi)關(guān)并聯(lián)的電容能延緩開(kāi)關(guān)關(guān)斷后電壓上升的速率，從而降低關(guān)斷損耗。
2.零電流開(kāi)關(guān)
?、倭汶娏麝P(guān)斷：開(kāi)關(guān)關(guān)斷前其電流為零關(guān)斷時(shí)不會(huì)產(chǎn)生損耗和噪聲。
②零電流開(kāi)通：與開(kāi)關(guān)串聯(lián)的電感能延緩開(kāi)關(guān)開(kāi)通后電流上升的速率，降低了開(kāi)通損耗。
3.準(zhǔn)諧振電路
準(zhǔn)諧振電路中電壓或電流的波形為正弦半波，因此稱之為準(zhǔn)諧振。是最早出現(xiàn)的軟開(kāi)關(guān)電路。其電壓峰值很高，要求器件耐壓必須提高；諧振電流有效值很大，電路中存在大量無(wú)功功率的交換，電路導(dǎo)通損耗加大；諧振周期隨輸入電壓、負(fù)載變化而改變，因此電路只能采用脈沖頻率調(diào)制方式來(lái)控制。準(zhǔn)諧振電路可分類為零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路、零電流開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路、電壓開(kāi)關(guān)多諧振電路、用于逆變器的諧振直流環(huán)節(jié)電路。
4.零開(kāi)關(guān)PWM電路
引入了輔助開(kāi)關(guān)來(lái)控制諧振的開(kāi)始時(shí)刻，使諧振僅發(fā)生于開(kāi)關(guān)過(guò)程前后。其電路在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)和從零負(fù)載到滿載都能工作在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)；電路中無(wú)功功率的交換被削減到最小，這使得電路效率有了進(jìn)一步提高。零開(kāi)關(guān)PWM電路可分類為零電壓開(kāi)關(guān)PWM電路、零電流開(kāi)關(guān)PWM電路。
5.零轉(zhuǎn)換PWM電路
采用輔助開(kāi)關(guān)控制諧振的開(kāi)始時(shí)刻，但諧振電路是與主開(kāi)關(guān)并聯(lián)的。其特點(diǎn)為電路在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)和從零負(fù)載到滿載都能工作在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)；電路中無(wú)功功率的交換被削減到最小，這使得電路效率有了進(jìn)一步提高。零轉(zhuǎn)換PWM電路可分為零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路、零電流轉(zhuǎn)換PWM電路。
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2023-11-21 標(biāo)簽：軟開(kāi)關(guān)緩沖電路 1039 0
瑞能半導(dǎo)體助力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)打造新的增長(zhǎng)極
日前，2023慕尼黑華南電子展在深圳盛大舉行。作為全球領(lǐng)先的功率半導(dǎo)體廠商，瑞能半導(dǎo)體憑借優(yōu)異的創(chuàng)新能力以及突出的產(chǎn)品技術(shù)實(shí)力，在同期舉行的“2023硬...
2023-11-10 標(biāo)簽：晶閘管軟開(kāi)關(guān)功率半導(dǎo)體 883 0
什么是軟開(kāi)關(guān)？LLC電路是如何實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)的？
什么是軟開(kāi)關(guān)？LLC電路是如何實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)的？ 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，軟開(kāi)關(guān)作為一種新型電力轉(zhuǎn)換技術(shù)，正在逐漸取代傳統(tǒng)硬開(kāi)關(guān)技術(shù)，成為未來(lái)電力...
2023-10-22 標(biāo)簽：諧振電路軟開(kāi)關(guān)LLC電路 2891 0
UnitedSiC第四代技術(shù)提供TO247-4L封裝
UnitedSiC（現(xiàn)名Qorvo）擴(kuò)充了其1200V產(chǎn)品系列，將其突破性的第四代SiC FET技術(shù)推廣到電壓更高的應(yīng)用中。
2022-06-06 標(biāo)簽：充電器軟開(kāi)關(guān)SiC 4439 0
帶軟開(kāi)啟功能的MOS管電源開(kāi)關(guān)電路
電源開(kāi)關(guān)電路，經(jīng)常用在各“功能模塊”電路的電源通斷控制，是常用電路之一。本文要講解的電源開(kāi)關(guān)電路，是用MOS管實(shí)現(xiàn)的，且?guī)к涢_(kāi)啟功能。 ? 電路說(shuō)明 電...
2021-09-02 標(biāo)簽：MOS管電源電路電源開(kāi)關(guān) 1.2萬(wàn) 1
意法半導(dǎo)體推出的新產(chǎn)品專為軟開(kāi)關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì) 適用于最高功率4kW的應(yīng)用
意法半導(dǎo)體新IH系列器件屬于意法半導(dǎo)體針對(duì)軟開(kāi)關(guān)應(yīng)用專門優(yōu)化的溝柵式場(chǎng)截止（TFS） IGBT產(chǎn)品家族，適用于電磁爐等家電以及軟開(kāi)關(guān)應(yīng)用的半橋電路，現(xiàn)在...
2019-03-27 標(biāo)簽：意法半導(dǎo)體IGBT軟開(kāi)關(guān) 1607 0
【張飛LLC眾籌】深度講解半橋LLC開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)
全網(wǎng)首發(fā)！張飛60+小時(shí)半橋串聯(lián)諧振軟開(kāi)關(guān)LLC開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)眾籌。為幫助工程師們解決以上學(xué)習(xí)LLC諧振技術(shù)困難，學(xué)院與張飛老師歷時(shí)規(guī)劃3個(gè)月，聯(lián)合傾心打...
2018-12-24 標(biāo)簽：電源開(kāi)關(guān)電源軟開(kāi)關(guān) 1.7萬(wàn) 4
ROHM開(kāi)發(fā)出業(yè)界頂級(jí)高效率與軟開(kāi)關(guān)兼?zhèn)涞?50V耐壓IGBT “RGTV/RGW系列”
全球知名半導(dǎo)體制造商ROHM新開(kāi)發(fā)出兼?zhèn)錁I(yè)界頂級(jí)低傳導(dǎo)損耗※1和高速開(kāi)關(guān)特性的650V耐壓IGBT※2“RGTV系列（短路耐受能力※3保持版）”和“RG...
2018-04-17 標(biāo)簽：igbt軟開(kāi)關(guān)rohm 8068 0
基于單周期控制的軟開(kāi)關(guān)AC/DC變換器
提出了一種軟開(kāi)關(guān)單周期控制AC/DC變換器，以Boost電路工作在電流斷續(xù)狀態(tài)為例，分析了該電路的工作原理。仿真結(jié)果表明，該電路在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)都能...
2012-10-11 標(biāo)簽：軟開(kāi)關(guān)單周期控制 2131 1
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