电源技术基础减少开关损耗的软开关技术新时代

电子技术的不断，电子设备种类也多种多样，自然与人们的工作生活息息相关，而任何的电子设备也都需要电源的支撑，而电子技术的不断成熟发展，对电源设计的要求也在不断的提升，它们都需要一个稳定的电源提供它们正常运行的能量，控制电源的开关技术影响电源稳定的一大因素，下面将介绍开关技术中的硬开关技术与软开关技术。

磁性元件的体积和重量在开关电源中占有很大比例拆迁和重建就成了主旋律。2009年夏，而目前开关电源的发展方向是体积小、重量轻和低成本，高频化可以有效的减小磁性元件的体积和重量，即开关器件的工作频率越高，其体积和重量越小。传统的DCOC变换器中，开关器件工作在硬开关状态。

硬开关的缺点如下：

(1)开通和关断过程损耗比较大；

(2)感性关断问题：

当电路中有感性器件时，开关器件关断时，会感应出很高的电压尖峰，极易损坏开关器件；

( )容性开通问题：

当开关器件在高压下开通时，开关器件结电容中的能量将全部消耗在该器件上，从而易使该开关器件因为过热而损坏；

(4)二极管反向恢复问题：

二极管由导通变为截止时，有一个反向恢复时间，在此时间内，二极管仍处于导通关态，若立即开通与其串联的开关器件，会产生很大的冲击电流，易损坏该开关器件。

由于硬开关存在以上缺点，限制了开关器件工作频率的提高，在软开关技术出来之前，功率开关器件的开关损耗是很大的。为了弥补硬开关工作的不足，提出了软开关技术。

软开关技术的原理

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开通和关断过程中，电压和电流的变化比较大，产生开关损耗和噪声也较大，开关损耗随着开关频率的提高而增加，导致电路效率下降；开关噪声给电路带来严重的电磁干扰，影响自身及周边电子设备的正常工作。

软开关是在硬开关电路的基础上，加入电感、电容等谐振器件，在开关转换过程中引入谐振过程，开关在其两端的电压为零时导通；或使流过开关器件的电流为零时关断，使开关条件得以改善，降低硬开关的开关损耗和开关噪声，从而提高了电路的效率。

软开关包括软开通和软关断两个过程：

理想的软开通过程是：开关器件两端的电压先下降到零后，电流再缓慢上升到通态值，所以开通时不会产生损耗和噪声，软开通的开关称之为零电压开关。

功率开关管的软开关理想波形和硬开关波形如图1所示，由图可以看出，在硬开关状态下，功率开关管两端的电压、电流有明显的交叠区，在此交叠区内产生开关损耗；而在软开关状态下，功率开关管两端的电压、电流几乎没有交叠区，所以也就不会产生开关损耗。