【文章內(nèi)容簡介】 程中 ， 開關(guān)接通 ， 電源提供能量 E 給負(fù)載 ； 當(dāng) K 需要導(dǎo)通 ， 對于開關(guān) 的 電源的輸入 端， 能量被中斷供應(yīng) 。 以儲存能量在接通開關(guān) K， 斷開開關(guān)過程中提供的處理能量到負(fù)載。 如 上面的 電路 圖中 ,開關(guān)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(dāng) 電路中 開關(guān)斷開 的時候， 電感器 L 中 所儲存 的能量 ， 二極管 D 通 向負(fù)載釋放 的時候， 在 電路中 ， 連續(xù) 和 穩(wěn)定的能源 被負(fù)荷得到 。 4 開關(guān)電源的軟開關(guān)技術(shù) 軟開關(guān)技術(shù)的概念 半導(dǎo)體器件 在開關(guān) 的應(yīng)用，根據(jù)功率轉(zhuǎn)換和處理的權(quán)力結(jié)構(gòu)構(gòu)造一定的規(guī)則控制開關(guān)。開關(guān)電源的工作原理與傳統(tǒng)線性電源， 針對 開關(guān)元件的占空比 ，它 是利用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)元件， 在 周期性關(guān)閉 期間 ， 對輸出的電壓細(xì)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(jìn)行處理由主變換輸出整流濾波電路， 對 輸出電壓 的反饋 進(jìn)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(jìn)行調(diào)節(jié)。一般的 開關(guān)電源的接通和關(guān)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(guān)損耗， 電路中 功率效率 變的不高 ，當(dāng) 電路中， 開關(guān)頻率 提升 ，開關(guān) 的 損耗也 對應(yīng)上升。此類 開關(guān)被稱為“硬切換”。 在發(fā)展過程中的功率開關(guān)轉(zhuǎn)換器，研究硬開關(guān) PWM 變換器設(shè)備最早的理論基本上都是成熟的，它是軟開關(guān)轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)。由于技術(shù)相對成熟，控制簡單，動力結(jié)構(gòu)比較簡單。在一般情況下，所謂的 PWM 技術(shù)是指保持在開關(guān)變換器的開關(guān)頻率在 一定 的， 在 開關(guān)的時間 有變化，是 脈沖 的 長度 也跟著改變 ， 在電路中負(fù)荷 變動 ，輸出 電壓的 負(fù)載 基本沒什么改變 。在 20 世紀(jì) 50 年代生產(chǎn)的硬開關(guān)技術(shù)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(guān)的 發(fā)展已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。然而， 對于 電子開關(guān) 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(guān)的強(qiáng)制施行 ， 在 切換電路 中呈現(xiàn)很 大損失狀態(tài)。這使得 開關(guān) 開關(guān)技術(shù) 需要一定的 限制， 主要是以下 ： （ 1） 關(guān)閉 和 斷開 損耗大： 當(dāng)開關(guān) 打開 的時候 ，電流上升，同時 對 電壓開關(guān)設(shè)備 下降 ， 電路 關(guān)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(shè)備的導(dǎo)通損耗 ，而且會隨著碰撞的 5 頻率，加快開關(guān)的損耗。 （ 2） 電感關(guān)機(jī)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(guān)裝置被關(guān)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(dǎo) 上升 開關(guān)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(dāng)開關(guān)裝置被打開以非常高的電壓時，存儲在開關(guān)裝置的結(jié)電容的能量將完全消散在開關(guān)裝置，該開關(guān)裝置的過熱造成的損壞。 （ 4） 針對 二極管反向 的復(fù)蘇 ： 在電路中 從導(dǎo)通到反向 復(fù)蘇過程中 ，在 此過程中， 二極管 還在 導(dǎo)通 的狀態(tài)。 如果用開關(guān)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(dāng)前的影響很大，從開關(guān)和二極管的損失大幅上升，而造成損壞。 在 電子技術(shù) 的飛速進(jìn)展的過程中 ， 針對 開關(guān)電源，需要開關(guān)頻率 的高頻化 和開關(guān)損耗 的低能化。因此 市場 會有大量的 需求，軟開關(guān)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 由此看見，軟開關(guān)技術(shù)是相對應(yīng)硬開關(guān)而言的 。期間中的電壓和電流的急劇變化，造成更大的開關(guān)損耗 ， 噪聲在開關(guān)的控制電路硬開關(guān)，開關(guān)損耗上升與開關(guān)頻率， 讓 電路效率降低價格，在電路中，開關(guān)噪聲將電磁干擾， 是 外圍電子設(shè)備受到影響。 對于軟硬開關(guān)而言 ，向上小型電感器，電容器等諧振器上，構(gòu)成一個輔助換流網(wǎng)絡(luò)，諧振過程的切換處理，在開關(guān)的兩端之前引進(jìn)之后被接通時 ，兩端的 電壓為零 ，或者當(dāng) 流電流通過開關(guān) 的時候， 關(guān)斷 為 零 。 切換條件已 經(jīng)過 改善，提高了電路的設(shè)計(jì)效率。 在理想的測試下，當(dāng) 電路的電壓下降到零 的時候 ，然后上升到設(shè)定的當(dāng)前狀態(tài)， 所以沒有損失。軟斷路開關(guān)稱為零電壓開關(guān)。理想軟關(guān)斷的過程是：電流下降的電路到零，電壓上升到設(shè)定值時，這種軟開關(guān) 叫做 零電流開關(guān)。 6 如何實(shí)現(xiàn)軟開關(guān) 當(dāng)零電壓的開關(guān)導(dǎo)通，所實(shí)現(xiàn)的條件，電路中應(yīng)有充足的電量，對電路中開關(guān)管的電荷進(jìn)行轉(zhuǎn)移，把這部的電量對馬上關(guān)閉的開關(guān)管電容補(bǔ)充電能。在變壓器的繞組上存在的電容，需要對電容進(jìn)行處理。即滿足如下公式： E(Ci+CRT/2) VinVin (此處 Ci 的下標(biāo) i 為死區(qū)時間 ) 對于 零電壓開關(guān)超前 的 實(shí)現(xiàn) ， 在 電路中 超前橋臂開關(guān)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(jìn)行串聯(lián)。對 實(shí)現(xiàn)開關(guān) 運(yùn)用 零電壓開通 ，對零電壓 關(guān)斷的能量 ，都 是 對 兩個電感 的濾波電感和諧振電感 。 開關(guān)通過 零電壓 滯后橋臂 的 難度 很 大。 當(dāng)零電壓開關(guān)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(guān)的打開和關(guān)斷是由諧振電感產(chǎn)生的，在電路中，一個 電感 所供應(yīng)的能量達(dá)不到所需要球 ， 就 不 會對零電壓的開關(guān)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。 故而滯后橋臂實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)的難度很大。 7 第三章 全橋變換器及工作原理 傳統(tǒng)的 PWM 全橋變換器 脈寬調(diào)制（ PWM）基本原理：控制方式就是對逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產(chǎn)生多個脈沖，使各脈沖的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。開關(guān)管全橋是這一軟開關(guān)的主要工作部分，由四個 IGBT 管組成的全橋，兩個串聯(lián)的組成一個橋臂，同時每一個開關(guān)管并聯(lián)一個結(jié) 電容，電壓輸入端的為超前橋臂，而另一個為滯后橋臂。 變壓器部分則含有一個作諧振和變壓器漏感的電感，還有一個普通的變壓器。這一部分的主要作用是進(jìn)行變壓，同時電感為滯后臂零電壓開關(guān)提供能量。 輸出保護(hù)部分由整流二極管、濾波電感和濾波電容還有負(fù)載組成，整流二極管起一個保護(hù)作用，同時將交流變直流，而濾波部分的電感電容使電流電壓穩(wěn)定更易測量，方便試驗(yàn)和檢驗(yàn)。 所述開關(guān)電源的 PWM 脈沖寬度調(diào)制裝置的操作中，開關(guān)頻率是 一定 的， 在全橋變換器中，不僅通過對 輸出電壓 的調(diào)整，還要對 輸出電流 的進(jìn)行調(diào)整 ，通過改變脈沖寬度的接通時間的長度來實(shí)現(xiàn)的，通斷開關(guān)和控制開關(guān)的電流和電壓的獨(dú)立上游端施加關(guān)閉。 PWM 電路交換技術(shù)，操作簡單 ，在現(xiàn)實(shí)社會中得到很多的應(yīng)用，在小功率中使用的比較多 。 變壓器：變壓器在開關(guān)電源中的主要作用：首先是電氣隔離，其次通過匝數(shù) 8 比改變次級的電壓和電流，且一種電壓還可通過多繞組得出多種電壓，還可通過磁耦合傳遞能量、進(jìn)行電壓電流的采樣等。 變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。 變壓器的組成：主要由鐵 芯和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，鐵芯主要起導(dǎo)磁作用，只有導(dǎo)磁后，才能進(jìn)行磁電轉(zhuǎn)換。 電感：能產(chǎn)生電感作用的元件統(tǒng)稱為電感元件，常常直接簡稱為電感。它是利用電磁感應(yīng)的原理進(jìn)行工作的。 電感作用：阻交流通直流，阻高頻通低頻（濾波），也就是說高頻信號通過電感線圈時會遇到很大的阻力，很難通過，而對低頻信號通過它時所呈現(xiàn)的阻力則比較小，即低頻信號可以較容易的通過它。電感線圈對直流電的電阻幾乎為零。還能儲存能量、濾波，并且能與電容諧振完成任務(wù)；擁有保護(hù)電路中電子元件的作用，能抑制高峰的電壓與電流。 fCLRfLrvT5D6Da binV1Q2Q3Q4Q2