什么是软切换?为什么高效率电源都要做软切换

2011-05-10 11:27:08来源: 互联网
先从功率损耗的观点来切入您的问题。既然要做高效率电源,那么降低功率损耗便是一个很重要的部份。对于半导体开关而言,功率损耗主要来自于传导损失(conduction loss)和切换损失(switching loss)。一般没有对切换方法做特殊处理的转换器,常用的返驰式转换器(Fly-back converter)或顺向式转换器(Forward converter),主开关在切换的时候,必须中断当时流过整个功率组件的电流,因此会产生很高的切换应力,乃至正比于切换频率的切换损失。这种损失在现今追求轻、薄型的高效率电源趋势下,会显得更加严重。

图一,开关切换时电压电流交越的功率损失

为了降低重量缩小体积,切换频率的提高是必然的结果,但随之而来的就是较高的切换损失所造成的散热问题。

 切换损失可以分为以下三种:1. 电压电流切换时的交越损失;2.半导体开关上的寄生电容损失;3.半导体开关逆向回复时间的损失。

图二 导通时切换损失

图三 截止时切换损失

无论是以上哪种损失,均与切换当时的电压以及电流有着不小的关联。既然如此,那我们利用特殊的控制方式或是拓朴结构,降低在切换当时开关上的电压电流,就可以达到降低切换损失的目的。而这种降低切换时开关电压或电流的方法就统称软切换(Soft-switching),其中又可分为波谷切换(Valley switching),零电压切换(Zero voltage switching)以及零电流切换(Zero current switching)等。

 那么,为什么高效率电源都要做软切换呢?对于相同的组件以及输出功率下,理论上采用软切换可以有效的降低开关组件上的损失,损失减少了,自然效率就能够提高。目前很多IC厂都有出各种控制方式的IC以达到降低切换损失的目的,以Fairchild为例,有波谷切换的FAN6300A,FAN6921MR,零电压切换则有FAN7621、FSFR-series for LLC、FSFA-series for AHB等。

关键字:电源

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0510/article_8418.html
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