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啥是软开关?啥是硬开关?

2017-03-24 09:39分类:电工基础知识 阅读:

 

   硬开关:
1.开关损耗大。注册时,开关器材的电流上升和电压下降一起进行;关断时,电压上升和电流下降一起进行。电压、电流波形的交叠发作了开关损耗,该损耗随开关频率的跋涉而急速添加。
2.理性关断电尖峰大。当器材关断时,电路的理性元件感应出尖峰电压,开关频率愈高,关断愈快,该感应电压愈高。此电压加在开关器材两头,易构成器材击穿。
3.容性注册电流尖峰大。当开关器材在很高的电压下注册时,贮存在开关器材结电容中的能量将以电流方法悉数耗散在该器材内。频率愈高,注册电流尖峰愈大,然后致使器材过热损坏。别的,二极管由导通变为截止时存在反向康复期,开关管在此刻期内的注册动作,易发作很大的冲击电流。频率愈高,该冲击电流愈大,对器材的安全作业构成损害。
4.电磁搅扰严峻。跟着频率跋涉,电路中的di/dt和dv/dt增大,然后致使电磁搅扰(EMI)增大,影响整流器和周围电子设备的作业。
软开关:
上述疑问严峻阻挠了开关器材作业频率的跋涉。这些年翻开的软开关技能研讨为打败上述缺陷供应了一条有用的路径。和硬开关作业纷歧样,志向的软关断进程是电流先降到零,电压在缓慢上升到断态值,所以关断损耗近似为零。因为器材关断前电流已下降到零,处理了理性关断疑问。志向的软开经进程是电压先降到零,电流在缓慢上升到通态值,所以注册损耗近似为零,器材结电容的电压亦为零,处理了容性注册疑问。一起,注册时,二极管反向康复进程现已完毕,因而二极管方向康复疑问不存在。

  硬开关的缺陷如下:

  (1)注册和关断进程损耗比照大;

  (2)理性关断疑问:

  当电路中有理性器材时,开关器材关断时,会感应出很高的电压尖峰,很简略损坏开关器材;

  (3)容性注册疑问:

  当开关器材在高压下注册时,开关器材结电容中的能量将悉数耗费在该器材上,然后易使该开关器材因为过热而损坏;

  (4)二极管反向康复疑问:

  二极管由导通变为截止时,有一个反向康复时刻,在此刻刻内,二极管仍处于导通关态,若当即注册与其串联的开关器材,会发作很大的冲击电流,易损坏该开关器材。

  因为硬开关存在以上缺陷,捆绑了开关器材作业频率的跋涉,在软开关技能出来之前,功率开关器材的开关损耗是很大的。为了抵偿硬开关作业的短少,提出了软开关技能。

  软开关技能的原理

  所谓“软开关”是与“硬开关”相对应的。硬开关是指在功率开关的注册和关断进程中,电压和电流的改动比照大,发作开关损耗和噪声也较大,开关损耗跟着开关频率的跋涉而添加,致使电路功率下降;开关噪声给电路带来严峻的电磁搅扰,影响本身及周边电子设备的正常作业。

  软开关是在硬开关电路的根底上,参与电感、电容等谐振器材,在开关改换进程中引进谐振进程,开关在其两头的电压为零时导通;或使流过开关器材的电流为零时关断,使开关条件得以改进,下降硬开关的开关损耗和开关噪声,然后

  跋涉了电路的功率。

  图1 志向状况下软开关和硬开关波形比照图

  软开关包含软注册和软关断两个进程:

  志向的软开经进程是:开关器材两头的电压先下降到零后,电流再缓慢上升到通态值,所以注册时不会发作损耗和噪声,软注册的开关称之为零电压开关。

  志向的软关断进程是:开关器材两头的电流先下降到零后,电压再缓慢上升到通态值,所以关断时不会发作损耗和噪声,软关断的开关称之为零电流开关。

  功率开关管的软开关志向波形和硬开关波形如图1所示,由图能够看出,在硬开关状况下,功率开关管两头的电压、电流有显着的交叠区,在此交叠区内发作开关损耗;而在软开关状况下,功率开关管两头的电压、电流简直没有交叠区,所以也就不会发作开关损耗。

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