软开关技术和电路分类

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软开关技术和电路分类 [复制链接]

根据软开关技术的原理可以分为如下四类：

1、全谐振型变换电路，按谐振类型可分为串联谐振变换电路和并联谐振变换电路，按照在电路的连接可分为串联负载和并联负载谐振电路；

2、准谐振变换电路，，可分为零电压开关电路、零电流开关电路；

3、零开关PWM电路，可分为零电压开关PWM变换电路和零电流开关变换PWM电路；

4、零转换PWM变换电路，可分为零转换开关PWM变换电路和零电流转换变换PWM电路。

一、准谐振电路，是在主开关电路中串联、并联小电感和小电容，特点是谐振元件只参与能量变换电路的某个阶段，而不是全程参与，谐振电路中的电压波形或电流波形为正弦波因此成为准谐振，转谐振电路实现了开关管的软开关，但是由于谐振电路的谐振周期随输入电压和负载的变化而变化，因此电路只能使用使用脉冲调制方式来控制。

二、零开关PWM电路，是在准谐振电路的基础上，增加了辅助开关而形成的，辅助开关的引入用于控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后，这样电路就可以采用恒频控制方式即PWM控制方式。由于谐振元件的写真时间相对开关周期来说很短，而谐振元件的谐振频率一般只有几MHz，这样零开关PWM电路的开关频率只能为几百kHz到1MHz，相对准谐振电路较低一些，但是两种谐振电路的开关器件一般要承受很高电压因此一般用于小功率低电压场合。

三、前两者谐振电路其谐振电容和谐振电感一直参与能量传递，因此能量损耗较大，因此提出零转换PWM电路。优点如下：辅助电路只在开关管开关时工作，其他时间不工作，同时辅助电路是并联在主功率电路，从而降低损耗；由于辅助电路和主回路并联，因此输入电压和负载电流对电路的谐振过程的影响很小，电路在很宽的输入电压范围并从零负载到额定负载都能工作在软开关状态。

最常见的软开关应用是LLC谐振变换器，全桥DCDC转换，主回路输出谐振电容C、谐振电感Lr、励磁电感Lm，以及主功率变压器T。

有谐振电路的拓扑结构可以看到其有两个电感相对应也就有两个谐振频率，一个是谐振电感Lr和谐振电容Cr的谐振频率fr，另一个是谐振电感Lr和励磁电感Lm串联再和谐振电容Cr的谐振频率fm。

根据开关频率fs和与谐振频率的大小关系可以有三种工作模式：

1、fs>fr，励磁电感Lm一直被输出电压通过变压器箍位在nVo，不参与谐振，此时认为Lm是串联在谐振变换器的无源负载，副边二极管电流连续存在反向恢复。

2、fs=fr，励磁电感Lm一直被输出电压通过变压器箍位在nVo，不参与谐振，此时认为Lm是串联在谐振变换器的无源负载，副边二极管电流临界连续，可实现零电流关断。

3、fm<fs<fr，励磁电感Lm与谐振电感电流相等后，励磁电感不再被输出电压箍位，而是与Lr、Cr共同谐振，此时副边二极管电流断续，可实现零电流关断。

chejm

楼主总结的技术知识点非常全面，详细，对我这样的技术初学者帮助很大，感谢楼主

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chejm 发表于 2024-7-22 06:07 楼主总结的技术知识点非常全面，详细，对我这样的技术初学者帮助很大，感谢楼主

其实后面那个LLC写真我是不太理解的，这里为什么用到了由输出去箍位输入，有点反证法的意思，怎么能从前到后直接推论呢？我的问题有如下几个：

1、是LLC谐振，但是为什么不考虑变压器原边电感以及变压器副边对原边的互感？

2、全桥输出是方波，方波是多谐波，谐振是LC电路结构，开关频率fs大于fr时，励磁电感为什么会被箍位？过程是怎样的？