【文章內(nèi)容簡介】 chieve zerovoltage switching power transistor . This is a direction of III modern power electronics technology development. In this paper, the subject of design a viable PSZVSPWM soft switching, and use PSIM simulation. As well as output and input parameters characteristic zero voltage start of PWM soft switching circuit system are clear analysis. Keywords: switching power supply。 phase shift control。 soft switching。 Zero Voltage。 duty cycle. 1 第一章 緒論 概述 在電子技術的快速發(fā)展中，我們對電子系統(tǒng)的使用越來越多。 電子設備也越來越多多樣化， 并且走向 電子裝置的小型化，電力的成本降低到輕，薄，小和高效率的方向。 目前來看， 對 一些公用電網(wǎng)，一些電能量轉(zhuǎn)換和控制言 ,和種類繁多的電負載 ,提供品質(zhì)好的供電設備都是對功率而。 功率是所有電力電子器件的心臟。它的性能直接相關的安全性和對整個系統(tǒng)的可靠性。對硬開關進行調(diào)查， 硬開關開關損耗大。 開通時和關閉時，電路中的開關器件電流升高，電壓降低一起進行， 電流和電壓在區(qū)域會產(chǎn)生交疊，在這個期間會對開關的損耗，損耗值會隨著開關頻率的增高而對開關的損耗的增加。 在軟開關技術方面，不會存在像硬開關一樣，會產(chǎn)生較大的開關電源損耗。在軟開關的研究方面，理想的狀態(tài)下會讓軟開關在關斷的時候，讓電路中的電流到零，電路中的電壓慢慢的上升到斷態(tài)值，這樣的狀態(tài)可以看似是電路關斷的損耗為零。 在電路中，在關斷前，電流到零，解決了此類問題。 在電路接通電源的時候，二極管的工作原理是正向?qū)?，反向不導通，如此二極管的恢復過程已經(jīng)結(jié)束在反的時候，由此看來二極管方向恢復的情況不會存在。 因此利用到 PWM（脈沖寬度調(diào)節(jié)）， 在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式， PWM開關電源是在導通時候，在電路中電壓低的時候，電路中的電流是比較大的；在電路中關斷的時候，電路中的電壓是比較高的，電流小。 開關電源的發(fā)展方向 對于軟 開關電源的發(fā)展方向， 對于 技術與趨勢追求，本次設計的開關電源可以下四個方面概括。 第一： 高頻開關電源的小，薄，輕量 主要由能量存儲元件的重量 (磁性元件 2 和電容 )來確定。因此小型化的開關電源的實質(zhì)上降低盡可能其中小能量存儲元件的體積，在一定范圍內(nèi)，較高的開關頻率 ,不僅有效地降低了電容， 對于系統(tǒng)的動態(tài)性能得到了提高。 第二： 高可靠性 在經(jīng)常工作的電源使用， 從而提高了可靠性功率開關元件。生活源于生 活，電解電容，光耦和排風扇等設備與生活決定的權力的視角。 因此，對于一個設 計的考慮，在電路中應對組件的需求量過小，這樣可以提升集成度。如此設計可以 對電路中的繁復進行適當?shù)奶幚?，以及對可靠性不良的問題 ,進行了解決，保護的功能也得到了提高，簡化了電路。 第三： 低噪音 開關電源是喧鬧的。單純地追求高頻率的噪音也將上漲。無論是在原則 ,對 噪音的降低上，這都是對諧振變換器電路技術上研究的一小部分，以提高頻率。 在這樣的情況下， 噪音的降低對電路器件的影響是開關電源的發(fā)展的一種方向。 3 第二章 開關電源技術的理論分析 開關電源的基本原理 如今，人們稱為 AC / DC 開關穩(wěn)壓器 (整流器 )功率開關電源。它也必須有三個條件：第一是 開關，就是對電路電力電子器件，必須工作在斷開的狀態(tài)，不是直線狀態(tài)；第二是高頻 ，電路中的電子器件一定是工作在高的頻率的狀態(tài)下，而不是接近的電源頻率是低頻；第三是對 DC 直流功率輸出不交換。 如圖 所示是 開關電源穩(wěn)壓器的基本原理 。 圖 開關電源基本穩(wěn)壓原理圖 從 圖中的分析示出了用于開關電源開關 K 被重復以一定的時間間隔打開和關閉，電路中開關 K 關閉，電源 E 通過輸入端開關，電路中輸出濾波器被連接到負荷上，在整個過程中，開關接通，電源提供能量 E 給負載；當 K 需要導通，對于開關的 電源的輸入端，能量被中斷供應 。 以儲存能量在接通開關 K，斷開開關過程中提供的處 理能量到負載。如 上面的電路圖中 ,開關電源中 L 代表電感， C 代表電容， D 代表 二極管，它是由二極管來產(chǎn)生的效果。 電路中 電感 L 用于存儲能量。當電路中開關 斷開的時候，電感器 L 中所儲存的能量，二極管 D 通向負載釋放的時候，在電路中，連續(xù)和穩(wěn)定的能源被負荷得到。 4 開關電源的軟開關技術 軟開關技術的概念 半導體器件在開關的應用，根據(jù)功率轉(zhuǎn)換和處理的權力結(jié)構構造一定的規(guī)則控制開關。開關電源的工作原理與傳統(tǒng)線性電源，針對開關元件的占空比，它是利用功率半導體器件作為開關元件，在周期性關閉期間，對輸出的電壓細心調(diào)節(jié)。它直接與電網(wǎng)頻率電壓被整流和濾波由直流電壓，然后再進行處理由主變換輸出整流濾波電路，對輸出電壓的反饋進行采樣，以及對控制電路的采樣信號比較放大處理，為了輸出對 PWM 脈沖的占空比進行調(diào)節(jié)。一般的開關電源的接通和關斷，電壓和電流功率管端部不是零，這樣一來就存在很大的開關損耗，電路中功率效率變的不高，當電路中 ，開關頻率提升，開關的損耗也對應上升。此類開關被稱為“硬切換”。 在發(fā)展過程中的功率開關轉(zhuǎn)換器，研究硬開關 PWM 變換器設備最早的理論基本上都是成熟的，它是軟開關轉(zhuǎn)換器的基礎。由于技術相對成熟，控制簡單，動力結(jié)構比較簡單。在一般情況下，所謂的 PWM 技術是指保持在開關變換器的開關頻率在一定的，在開關的時間有變化，是脈沖的長度也跟著改變，在電路中負荷變動，輸出電壓的負載基本沒什么改變。在 20 世紀 50 年代生產(chǎn)的硬開關技術脈沖寬度調(diào)制，經(jīng)過 60 年的成長， 1970 年到 1980 年代的日期，開關的發(fā)展已經(jīng)得到了廣泛的應用。 然而，對于電子開關來說，它是屬于硬切換，在電路中，器件的電壓，器件的電流不為零時，對開關的強制施行，在切換電路中呈現(xiàn)很大損失狀態(tài)。這使得開關開關技術需要一定的限制，主要是以下： （ 1） 關閉和斷開損耗大：當開關打開的時候，電流上升，同時對電壓開關設 5 備下降，電路關閉的時候，電路電壓升高，在這個時候電路電流下降。電路中的電壓和電流產(chǎn)生的波形碰撞，會造成的電路設備的導通損耗，而且會隨著碰撞的頻率，加快開關的損耗。 （ 2） 電感關機問題：不可避免電感元件，如變壓器，電線和其它寄生電感的電感的電感或?qū)嶓w，在高頻的漏電感，該開關裝置被 關斷電路的存在，電流通過時電感元件相比大的，電路中高的電壓尖峰誘導上升開關元件的兩端，擊穿電壓是很容易造成的。 （ 3）電容開放的問題：當開關裝置被打開以非常高的電壓時，存儲在開關裝置的結(jié)電容的能量將完全消散在開關裝置，該開關裝置的過熱造成的損壞。 （ 4）針對二極管反向的復蘇：在電路中從導通到反向復蘇過程中，在此過程中，二極管還在導通的狀態(tài)。如果用開關的直接開口系列，期間的直流電源是會形成瞬間的短路，對當前的影響很大，從開關和二極管的損失大幅上升，而造成損壞。 在電子技術的飛速進展的過程中，針對開關電源，需要 開關頻率的高頻化和開關損耗的低能化。因此市場會有大量的需求，軟開關技術應運而生。由此看見，軟開關技術是相對應硬開關而言的。期間中的電壓和電流的急劇變化，造成更大的開關損耗，噪聲在開關的控制電路硬開關，開關損耗上升與開關頻率，讓電路效率降低價格，在電路中，開關噪聲將電磁干擾，是外圍電子設備受到影響。對于軟硬開關而言，向上小型電感器，電容器等諧振器上，構成一個輔助換流網(wǎng)絡，諧振過程的切換處理，在開關的兩端之前引進之后被接通時，兩端的電壓為零，或者當流電流通過開關的時候，關斷為零。切換條件已經(jīng)過改善，提高了電路的設計效率。在理想的測試下，當電路的電壓下降到零的時候，然后上升到設定的當前狀態(tài)，所以沒有損失。軟斷路開關稱為零電壓開關。理想軟關斷的過程是： 6 電流下降的電路到零，電壓上升到設定值時，這種軟開關叫做零電流開關。 如何實現(xiàn)軟開關 當零電壓的開關導通，所實現(xiàn)的條件，電路中應有充足的電量，對電路中開關管的電荷進行轉(zhuǎn)移，把這部的電量對馬上關閉的開關管電容補充電能。在變壓器的繞組上存在的電容，需要對電容進行處理。即滿足如下公式： E(Ci+CRT/2) VinVin (此處 Ci 的下標 i 為死區(qū)時間 ) 對于零電壓開關超前的實現(xiàn)，在電路中超前橋臂開關過程中的濾波電感是與諧振電感串聯(lián)，就是理解為濾波電感和諧振電感進行串聯(lián)。對實現(xiàn)開關運用零電壓開通，對零電壓關斷的能量，都是對兩個電感的濾波電感和諧振電感。 開關通過零電壓滯后橋臂的難度很大。當零電壓開關的滯后橋臂中的時候，變壓器的副邊會產(chǎn)生短路的情況，對于零電壓開關的打開和關斷是由諧振電感產(chǎn)生的，在電路中，一個電感所供應的能量達不到所需要球，就不會對 零電壓的開關進行實現(xiàn)。故而滯后橋臂實現(xiàn)零電壓