電源轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電路分類
來源:m.yuqiyey.com
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作者:wonplug
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發(fā)布時(shí)間: 2021-04-30
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近年來，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在通信設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，各種先進(jìn)設(shè)備對(duì)電源設(shè)備的要求越來越高。作為電源系統(tǒng)中為設(shè)備提供直流電源的主要設(shè)備，AC / DC電源轉(zhuǎn)換器和DC / DC轉(zhuǎn)換器面臨著許多要求，例如體積更小，質(zhì)量更輕，效率更高和可靠性更高。
為了滿足上述要求，功率轉(zhuǎn)換器必須實(shí)現(xiàn)工作頻率從低頻到高頻的轉(zhuǎn)換。當(dāng)轉(zhuǎn)換器在硬開關(guān)模式下運(yùn)行時(shí)，提高轉(zhuǎn)換器的工作頻率將導(dǎo)致以下問題：
1.高開關(guān)損耗。
當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，開關(guān)設(shè)備的電流上升，而電壓同時(shí)上升。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電壓上升，電流同時(shí)下降。開關(guān)損耗是由電壓和電流波形的重疊引起的，其隨著開關(guān)頻率的增加而迅速增加。
2.電感關(guān)斷電壓的峰值很高。
當(dāng)設(shè)備關(guān)閉時(shí)，電路中的電感元件會(huì)感應(yīng)一個(gè)峰值電壓。開關(guān)頻率越高，關(guān)斷速度越快，感應(yīng)電壓越高。將此電壓施加到開關(guān)設(shè)備的兩端，這很容易導(dǎo)致設(shè)備擊穿。
3.電容開路電流的峰值較大。
當(dāng)開關(guān)設(shè)備以高電壓接通時(shí)，存儲(chǔ)在開關(guān)設(shè)備的結(jié)電容中的所有能量將以電流的形式在設(shè)備中耗散。頻率越高，開關(guān)電流峰值將越大，這將導(dǎo)致器件過熱損壞。另外，當(dāng)二極管從導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)，存在反向恢復(fù)期，在此期間開關(guān)管斷開，很容易產(chǎn)生大的脈沖電流。頻率越高，脈沖電流越大，這會(huì)損害設(shè)備的安全運(yùn)行。
嚴(yán)重的電磁干擾。隨著頻率的增加，電路中的di / DT和DU / DT會(huì)增加，這會(huì)導(dǎo)致EMI電磁干擾的增加，并影響整流器和周圍電子設(shè)備的工作。
上述問題嚴(yán)重阻礙了開關(guān)裝置工作頻率的提高。近年來，軟開關(guān)技術(shù)的研究為克服上述缺陷提供了有效的途徑。軟開關(guān)和硬開關(guān)的工作模式，理想的零電流軟開關(guān)過程是電流首先下降到零，然后電壓緩慢上升到截止?fàn)顟B(tài)值，因此截止損耗約為零。解決了電感性關(guān)斷問題，因?yàn)樵陉P(guān)斷之前器件的電流已減小至零。理想的零電壓軟打開過程是電壓首先下降到零，然后電流緩慢上升到導(dǎo)通狀態(tài)值，因此開路損耗大約為零，并且器件結(jié)電容上的電壓也為零。 ，從而解決了電容開路問題。同時(shí)，二極管反向恢復(fù)過程已在開啟設(shè)備時(shí)完成，因此不存在二極管反向恢復(fù)問題。通過減少Di / dt和DU / DT解決了EMI問題。
軟開關(guān)技術(shù)實(shí)際上使用電容器和電感諧振，以使開關(guān)設(shè)備中的電流或電壓根據(jù)正弦或準(zhǔn)正弦定律變化。當(dāng)電流為零時(shí)，設(shè)備關(guān)閉。當(dāng)電壓超過零時(shí)，使器件斷開，以實(shí)現(xiàn)零開關(guān)損耗。根據(jù)其控制模式，軟開關(guān)技術(shù)可分為脈沖頻率調(diào)制模式，脈沖寬度調(diào)制模式和脈沖相移控制模式。
廣州萬浦電器有限公司，專業(yè)插頭插座轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)廠家。
為了滿足上述要求，功率轉(zhuǎn)換器必須實(shí)現(xiàn)工作頻率從低頻到高頻的轉(zhuǎn)換。當(dāng)轉(zhuǎn)換器在硬開關(guān)模式下運(yùn)行時(shí)，提高轉(zhuǎn)換器的工作頻率將導(dǎo)致以下問題：
當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，開關(guān)設(shè)備的電流上升，而電壓同時(shí)上升。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電壓上升，電流同時(shí)下降。開關(guān)損耗是由電壓和電流波形的重疊引起的，其隨著開關(guān)頻率的增加而迅速增加。
2.電感關(guān)斷電壓的峰值很高。
當(dāng)設(shè)備關(guān)閉時(shí)，電路中的電感元件會(huì)感應(yīng)一個(gè)峰值電壓。開關(guān)頻率越高，關(guān)斷速度越快，感應(yīng)電壓越高。將此電壓施加到開關(guān)設(shè)備的兩端，這很容易導(dǎo)致設(shè)備擊穿。
3.電容開路電流的峰值較大。
當(dāng)開關(guān)設(shè)備以高電壓接通時(shí)，存儲(chǔ)在開關(guān)設(shè)備的結(jié)電容中的所有能量將以電流的形式在設(shè)備中耗散。頻率越高，開關(guān)電流峰值將越大，這將導(dǎo)致器件過熱損壞。另外，當(dāng)二極管從導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)，存在反向恢復(fù)期，在此期間開關(guān)管斷開，很容易產(chǎn)生大的脈沖電流。頻率越高，脈沖電流越大，這會(huì)損害設(shè)備的安全運(yùn)行。
上述問題嚴(yán)重阻礙了開關(guān)裝置工作頻率的提高。近年來，軟開關(guān)技術(shù)的研究為克服上述缺陷提供了有效的途徑。軟開關(guān)和硬開關(guān)的工作模式，理想的零電流軟開關(guān)過程是電流首先下降到零，然后電壓緩慢上升到截止?fàn)顟B(tài)值，因此截止損耗約為零。解決了電感性關(guān)斷問題，因?yàn)樵陉P(guān)斷之前器件的電流已減小至零。理想的零電壓軟打開過程是電壓首先下降到零，然后電流緩慢上升到導(dǎo)通狀態(tài)值，因此開路損耗大約為零，并且器件結(jié)電容上的電壓也為零。 ，從而解決了電容開路問題。同時(shí)，二極管反向恢復(fù)過程已在開啟設(shè)備時(shí)完成，因此不存在二極管反向恢復(fù)問題。通過減少Di / dt和DU / DT解決了EMI問題。
軟開關(guān)技術(shù)實(shí)際上使用電容器和電感諧振，以使開關(guān)設(shè)備中的電流或電壓根據(jù)正弦或準(zhǔn)正弦定律變化。當(dāng)電流為零時(shí)，設(shè)備關(guān)閉。當(dāng)電壓超過零時(shí)，使器件斷開，以實(shí)現(xiàn)零開關(guān)損耗。根據(jù)其控制模式，軟開關(guān)技術(shù)可分為脈沖頻率調(diào)制模式，脈沖寬度調(diào)制模式和脈沖相移控制模式。
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