軟開關(guān)定義及分類

　　凡用控制的方法使電子開關(guān)在其兩端的電壓為零時導(dǎo)通電流,或使流過電子開關(guān)的電流為零時關(guān)斷,則此開關(guān)稱為軟開關(guān)。它能克服傳統(tǒng)的硬開關(guān)的開關(guān)損耗,理想的軟開關(guān)的開關(guān)損耗為零,從而可提高功率變換器的傳輸效率。

　　硬開關(guān)是在控制電路的開通和關(guān)斷過程中，電壓和電流的變化劇烈，產(chǎn)生較大的開關(guān)損耗和噪聲，開關(guān)損耗隨著開關(guān)頻率的提高而增加，使電路效率下降；開關(guān)噪聲給電路帶來嚴(yán)重的電磁干擾，影響周邊電子設(shè)備的工作。軟開關(guān)是在硬開關(guān)電路的基礎(chǔ)上，增加了小電感、電容等諧振器件， 構(gòu)成輔助換流網(wǎng)絡(luò)，在開關(guān)過程前后引入諧振過程，開關(guān)在其兩端的電壓為零時導(dǎo)通；或使流過開關(guān)的電流為零時關(guān)斷，使開關(guān)條件得以改善， 降低傳統(tǒng)硬開關(guān)的開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲，從而提高了電路的效率。 軟開關(guān)包括軟開通和軟關(guān)斷。理想的軟開通過程是：電壓先下降到零后，電流再緩慢上升到通態(tài)值， 所以開通時不會產(chǎn)生損耗和噪聲，軟開通的開關(guān)稱之為零電壓開關(guān)。理想的軟關(guān)斷過程是：電流先下降到零后，電壓再緩慢上升軟開關(guān)技術(shù)大體上分為零電壓開關(guān)和零電流開關(guān)， 到通態(tài)值，所以關(guān)斷時不會產(chǎn)生損耗和噪聲，軟關(guān)斷的開關(guān)稱之為零電流開關(guān)。

　　根據(jù)開關(guān)元件開通和關(guān)斷時電壓電流狀態(tài)，可分為零電壓電路和零電流電路兩大類。根據(jù)軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程可以將軟開關(guān)電路分成準(zhǔn)諧振電路、零開關(guān)PWM電路和零轉(zhuǎn)換PWM電路。

　　①零電壓開通：開關(guān)開通前其兩端電壓為零開通時不會產(chǎn)生損耗和噪聲。

　?、诹汶妷宏P(guān)斷：與開關(guān)并聯(lián)的電容能延緩開關(guān)關(guān)斷后電壓上升的速率，從而降低關(guān)斷損耗。

　?、倭汶娏麝P(guān)斷：開關(guān)關(guān)斷前其電流為零關(guān)斷時不會產(chǎn)生損耗和噪聲。

　?、诹汶娏鏖_通：與開關(guān)串聯(lián)的電感能延緩開關(guān)開通后電流上升的速率，降低了開通損耗。

　　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)制方式來控制。準(zhǔn)諧振電路可分類為零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振電路、零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振電路、電壓開關(guān)多諧振電路、用于逆變器的諧振直流環(huán)節(jié)電路。

　　引入了輔助開關(guān)來控制諧振的開始時刻，使諧振僅發(fā)生于開關(guān)過程前后。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關(guān)狀態(tài)；電路中無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。零開關(guān)PWM電路可分類為零電壓開關(guān)PWM電路、零電流開關(guān)PWM電路。

　　采用輔助開關(guān)控制諧振的開始時刻，但諧振電路是與主開關(guān)并聯(lián)的。其特點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關(guān)狀態(tài)；電路中無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。