读 万 卷 书行 万 里 路精品文档1 谐振技术及其应用在开关电源中,通常采用磁性元件(如铁心电感、变压器等)实现交流/ 直流侧的滤波,能量存储和传输
这些磁性元件在电源装置的体积、重量、成本中占有很大比重
开关器件的工作频率越高,磁性元件的尺寸就可以越小,电源装置的小型化、轻量化、低成本化就越容易实现
但是,传统的PWM变换器中的开关器件工作在硬开关状态,存在很多缺陷: 1 )开通和关断损耗大; 2 )感性关断问题; 3 )容性开通问题; 4 )二极管反向恢复问题
由于硬开关工作时存在上述四大缺陷,所以使开关器件工作频率的提高受到限制,从而电源装置的小型化、轻量化、低成本化也就不易实现
克服以上缺陷的有效办法就是应用软开关( SoftSwitching,简称 SS)技术
最理想的软开通过程是:电压先下降到零后,电流再缓慢上升到通态值,所以导通损耗近似为零
另外,因器件导通前电压已下降到零,器件结电容上的电压亦为零,因而解决了容性开通问题,这意味着二极管已经截止,其反向恢复过程结束,因此二极管反向恢复问题亦不复存在
最理想的软关断过程是:电流先下降到零,电压再缓慢上升到断态值,所以关断损耗近似为零
由于器件关断前电流已下降到零,即线路电感中电流亦为零,所以感性关断问题得以解决
事实上,这两个过程要么存在感性关断问题,要么存在容性开通问题
也就是说,仅仅利用一个电感或电容是不能根本解决问题的,所以最好的情况应当是使开关在电压和电流同时为零时关断和开通,损耗才会真正为零
而要实现这个目标,就要用到谐振技术
2 谐振技术2
1 谐振过程根据电路原理,电感电容串联或并联可构成谐振电路,使得在电源为直流电源时,电路中的电流按正弦规律变化
由于电流或电压按正弦规律变化,存在过零点,如果我们能够在这一时刻开通或关断,产生的损耗就为零
下面就分析电源里用得最多的二次串联谐振电路,对其在初始