軟開關(guān)技術(shù)綜述

　?。╞）準(zhǔn)諧振變換器（Quasi-resonant converters, QRCs） ：它開關(guān)技術(shù)的一次飛躍，其特點(diǎn)是諧振元件參與能量變換的某一個(gè)階段，不是全程參與。由于正向和反向LC回路值不一樣，即振蕩頻率不同，電流幅值不同，所以振蕩不對(duì)稱。一般正向正弦半波大過負(fù)向正弦半波，所以常稱為準(zhǔn)諧振。無(wú)論是串聯(lián)LC或并聯(lián)LC都會(huì)產(chǎn)生準(zhǔn)諧振。利用準(zhǔn)諧振現(xiàn)象，使電子開關(guān)器件上的電壓或電流按正弦規(guī)律變化，從而創(chuàng)造了零電壓或零電流的條件，以這種技術(shù)為主導(dǎo)的變換器稱為準(zhǔn)諧振變換器。準(zhǔn)諧振變換器分為零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器（Zero-current-switching Quasi-resonant converters, ZCS QRCs）和零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振變換器（Zero-voltage-switching Quasi-resonant converters, ZVS QRCs）。

　?。╟）多諧振變換器（Multi-resonant converters, MRCs）：它和準(zhǔn)諧振變換器一樣，也是開關(guān)技術(shù)的一次飛躍，其特點(diǎn)是諧振元件參與能量變換的某一個(gè)階段，不是全程參與。多諧振變換器的諧振回路、參數(shù)可以超過兩個(gè)，例如三個(gè)或更多，稱為多諧振變換器。多諧振變換器一般實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開關(guān)。這類變換器需要采用頻率調(diào)制控制方法。

為保持輸出電壓不隨輸入電壓變化而變化，不隨負(fù)荷變化而變化（或基本不變），諧振、準(zhǔn)諧振和多諧振變換器主要靠調(diào)整開關(guān)頻率，所以是調(diào)頻系統(tǒng)。調(diào)頻系統(tǒng)不如PWM開關(guān)變換器那樣易控，這是因?yàn)檎{(diào)頻系統(tǒng)是依靠L、C振蕩使得電路產(chǎn)生諧振和準(zhǔn)諧振的，L、C振蕩所產(chǎn)生的正弦波具有較高的電壓或電流的有效值，通常會(huì)使導(dǎo)電損耗有所增加，功率器件所受的電壓與電流的應(yīng)力都要比相應(yīng)的硬開關(guān)PWM變換電路功率器件承受的壓力大，并且該應(yīng)力隨電路的Q值和負(fù)載變化而變化。調(diào)頻系統(tǒng)是依靠改變開關(guān)頻率來改變變換器的輸出，開關(guān)頻率大范圍變化使得濾波器、變壓器設(shè)計(jì)難以優(yōu)化，干擾難以抑制，而且由于調(diào)頻來調(diào)節(jié)輸出，負(fù)載變化大時(shí)，相應(yīng)的電壓和電流調(diào)節(jié)范圍比相應(yīng)PWM變換電路窄，超前一定范圍后，變換電路不能達(dá)到零電壓或零電流開關(guān)條件，不能達(dá)到滿載或空載。因此為了克服調(diào)頻系統(tǒng)的缺點(diǎn)和充分發(fā)揮PWM的優(yōu)點(diǎn)，出現(xiàn)了零開關(guān)－PWM變換器和零轉(zhuǎn)換－PWM變換器。

　　（2）零開關(guān)PWM變換器（Zero switching PWM converters）:它可分為零電壓開關(guān)PWM變換器（Zero-voltage-switching PWM converters）和零電流開關(guān)PWM變換器（Zero-current-switching PWM converters）。該類變換器是在準(zhǔn)諧振變換器的基礎(chǔ)上，加上一個(gè)輔助開關(guān)管，來控制諧振元件的諧振過程，實(shí)現(xiàn)恒定頻率控制，即實(shí)現(xiàn)PWM控制。這樣，變換器已有電壓過零（或電流過零）控制的軟開關(guān)特點(diǎn)，又有PWM恒頻調(diào)寬的特點(diǎn)。這時(shí)諧振網(wǎng)絡(luò)中的電感是與主開關(guān)串聯(lián)的。與準(zhǔn)諧振變換器不同的是，諧振元件的諧振工作時(shí)間與開關(guān)

周期相比很短，一般為開關(guān)周期的1/10~1/5。

　?。?）零轉(zhuǎn)換PWM變換器（Zero transition converters）:零轉(zhuǎn)換－PWM變換器，與零開關(guān)－PWM變換器并無(wú)本質(zhì)上的差別，也是軟開關(guān)與PWM的結(jié)合。只不過諧振網(wǎng)絡(luò)與主電子開關(guān)是相并聯(lián)的。它可分為零電壓轉(zhuǎn)換PWM變換器（Zero-voltage-transition PWM converters, ZVT PWM converters）和零電流開關(guān)PWM變換器（Zero-current-transition PWM converters, ZVT PWM converters）。這類變換器是軟開關(guān)技術(shù)的又一個(gè)飛躍。它的特點(diǎn)是變換器工作在PWM方式下，輔助諧振電路只是在主開關(guān)管開關(guān)時(shí)工作一段時(shí)間，實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的軟開關(guān)，在其他時(shí)間則停止工作，這樣輔助諧振電路的損耗很小。

　　5 結(jié) 論

　　為使開關(guān)電源輕、小、薄，發(fā)展趨勢(shì)是高頻化。而高頻化使傳統(tǒng)的PWM開關(guān)功耗加大、效率降低、噪聲增加。因此，實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通、零電流關(guān)斷的軟開關(guān)技術(shù)將成為開關(guān)電源產(chǎn)品未來的主流。國(guó)際上開關(guān)變換器正向軟開關(guān)、高頻化發(fā)展。

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