开关电源中软开关技术的应用分析

开关电源中软开关技术的应用分析

严骅

关键词：开关电源；软开关技术；应用

科学技术的发展也带动了开关电源技术的革新，目前，越来越多的人倾向体积小，轻便的开关电源，这是开关电源的一个发展趋势。软开关技术就是在这样的背景下的发展起来的，它符合现代人要求开关电源体积小，质量轻的特点，是一种新型的技术，已经广泛的应用于的各个领域。同时软开关技术还提升了开关电源的质量和使用效率。

一、软开关电源的概述

软开关技术是一种新型的电源技术，它更加符合环保和节能的理念，是开关电源的一次创新。软开关技术的工作原理其实比较简单，就是在电压为零的时候，开关管是通着的，当电流为零的时候，开关管是关闭的，这样就可以有效的保护开关，避免在多次的开关中，因为电流及电压的变化而造成损害。同时，软开关的电路结构也发生了改变，增加了小电感、电容等原件，可以有效的降低开关损耗和噪音，让开关的工作环境更加安全。

在传统的通信电源中，常常会出现空开跳开、模块不均流、保险管断开、防雷器故障、整流模块退出的问题，而软开关技术的应用则有效解决了这一问题。与传统的开关相比，软开关设备体型小，在以往的通信电源中，电容、滤波电感、变压器的重量与体积占据着交稿的比例，降低了电路效率，容易引发电磁干扰问题，而软开关的体积小，就很好的解决了上述难题。软开关技术在开关过程中，理想状态下，软开关过程是电流或电压先降低零，电压或电流再缓慢上升到断态值，所以，开关损耗近似为零。

二、软开关电路的分类

1、准谐振开关电路

准谐振开关电路在各个领域已经有了广泛的应用，这种电路在没有电压的情况下可以正常的使用，在没有电流的情况下就会关闭，可以避免开关受到强电流的刺激。准谐振开关电路是一种变频电源，其中的输出的电压和频率成正比。这种电路情况比较复杂，但是它的效率高，损耗小，是一种比较受欢迎的开关电路。

2、ZVS-PWM开关电路

这种电路也是现阶段经常使用的一种电路，它有诸多的优点，首先ZVS--PWM开关电路的消耗功率比较低，但是效率很高，因此它是一个性价比较高的产品。其次ZVS--PWM开关电路的工作频率也比较高，可以承担长时间的作业。但是这种电路也有一定的弊端，就是在断开开关的时候，里面的电压会瞬间升高，比输入电压高一倍多，会对电路的运行产生不利的影响。

3、ZCT-PWM转换电路

ZCT-PWM转换电路是ZVS-PWM开关电路的延伸，它对ZVS-PWM开关电路的缺点做出了处理，让原先的电路模式转变为零电流转换电路，就避免了开关断开时，电压激增的问题，让电路变得更安全，更有利于使用。

三、开关电源中软开关技术的应用分析

1、磁性元器件多功能化

首先，在软开关工作的时候，产生高频损耗及大量热能的现象经常发生，这是由于在软开关工作的过程中，会有高频的电流流过，产生较大的振幅，从而导致损耗和热能的发生。为了有效的避免这一情况，可以采用空心线圈电感，这样在增大线圈的同时也可以降低损耗。其次，在软开关的使用过程中，一般用变压器代替转换电路，这样可以显著的提升变压器的功效。最后，体积小，质量轻是开关电源发展的趋势，为了有效的减小体积，可以去除里面的直流偏磁，为了保证软开关电源的使用效果不受影响，要加入磁性元件，让各个元件之间相互配合完成工作。

2、逆变器中软开关的应用

逆变器是直流电与交流电的转换电路，在生活中有很广泛的应用，但是逆变器的损耗较大，还会出现浪涌，对于元件会产生一定的损伤，软开关的应用可以很好的解决这一问题，让逆变器在更安全的环境中工作。太阳能电池、燃料电池等是我们在生活中经常用到的产品，它们产生的直流电压也受到高频逆变器的控制从而产生正弦电压，在逆变器中采用软开关技术，可以更好的进行这一操作。

软开关技术也可以应用到电动机的驱动中，在电动机的运行过程中，一般运用传感器进行各种参数的读取，各项电流的检测，将软开关技术应用到电动机的驱动中，可以更好的促进电动机的发展。

3、谐振变换器的应用

谐振变换器已经有多年的发展历史，从上世纪70年代被研发出来以后，谐振变换器一直被广泛的应用于各个领域。谐振变化器是指负载着谐振的变换器，它是根据PWM变换器的工作原理发展起来的，可以分为并联谐振变换器和串联谐振变换器两种。工作的原理是利用负载谐振对开关中的电流进行处理，达到软开关的要求。这种变化器受负载的影响很大，因此要对负载进行合适的选取。

综上所述，软开关技术在各个领域中已经有了广泛的应用，并且取得了较高的效果，在今后对电源开关进行设计时，可以充分的考虑软开关技术。但是软开关毕竟还是一种新型的电源开关，还存在着一些问题，我们要加大软开关技术的研究，充分挖掘软开关技术的优良性能，让其更好的为我们服务。

参考文献：

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