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开关电源频率的限制条件有什么

lijiuyun2020-12-04

开关电源频率的限制条件有什么

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dyg666

开关电源中存在以其开关频率不断切换导通与截止状态的功率器件。受物理特性的限制，这些器件在导通与截止的切换过程无法立即完成，而是需要一个过渡时间。这个过渡时间导致了开关损耗
功率半导体的开关损耗是开关电源工作频率提高的一大障碍。在开关电源的拓扑上，通过选择软开关的拓扑来降低开关损耗
开关损耗是因为功率半导体元件在导通与截止的切换过程中，存在电压、电流都比较大的一个过渡阶段，这个过渡时间内电压与电流的乘积较大，即损耗较大。通过让功率半导体元件在低电压或低电流时经历这个过渡阶段，就可以显著降低其开关损耗，这就是软开关技术。
在高频开关电源中，软开关是由拓扑和控制共同实现的。移相全桥、LLC拓扑的广泛应用都显著的提高了开关电源的工作频率。经典且常见的硬开关拓扑如反激电源，也通过控制实现了准零电压开关(准谐振控制)和完全的零电压开关(带辅助开关的ZVS反激)。
这里不具体展开讲具体的拓扑。工业界选择软开关拓扑以降低开关损耗、提高工作频率，同时必须接受这些拓扑带来的代价。比如LLC拓扑的电压调节能力有限，移相全桥存在占空比丢失和次级二极管电压应力问题，ZVS反激需要额外的辅助开关和控制信号，等等。通常，软开关电源产品的设计复杂度、成本都会有所上升。

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2020-12-04

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