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[原创] 硬开关电源和软开关电源各是什么?什么是谐振电源?已解答。

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发表于 2016-2-20 13:01:54 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 jianhong_wu 于 2016-2-20 13:10 编辑

曹健-江苏:
今年我的任务是软开关电源。


★坚鸿-深圳:
什么叫“软“开关电源?

硬件程工-深圳福永:
就是说用MCU控制脉宽的就是软,对不?

★胖纸-沈阳:
不对。软开关硬开关指的是开关瞬间开关管里有没有电流。如果有电流就是硬开关,强行关断就会有损耗。如果没有电流的话关断就没有损耗了。


曹健-江苏:
         开关电源分为硬开关和软开关技术。市面上常见的几乎都是反激式硬开关电源,一般的效率在70-80%,损耗主要是功率管开关损耗以及变压器的铜损和铁损。
         何谓硬开关电源?功率管我们知道他有开和关的功能,但功率管从准备开通到完全开通是需要一个过程的,也就是说这是一个渐变的过程各不是瞬变的过程,在功率管从准备开通到完全开通,必然是既有电压又有电流的,而事实上我们只需要电流,此时因为既有电压又有电流,所以必然有损耗,因为P=U*I。
         当然一次两次的开通损耗可能可以忽略,但事实上,电源工作频率越来越高,这个开通损耗必然会累积上升。 同理,功率管在关闭时并不是一个瞬变的过程,而是一个渐变的过程,此时我们其实只希望有电压而不希望有电流,但实际情况是此时仍然有电流,那损耗必然会有。 如果想避免电压和电流同时出现,怎么办?  很简单,让电压和电流之间错开,也就是有电压时没有电流,有电流时没有电压,在电子技术中怎么实现呢  我们常用的办法就是所谓的谐振技术。
          虽然谐振技术听起来是如此的美好,可以把电源的效率提升很多, 但事实上是,这种技术没有真正大规模使用的原因是 ,他的电磁干扰很大。 做民用电源,很多时候跳不过去的一道坎就是电磁兼容  。
          谐振电源因为他不是采用PWM控制, 而是采用PFM控制, 所以他的频率是随着负载的变化而变化的 , 导致前级的滤波器很难设计,所以一般民用级别很少看到这样的电源。市面上比较常见的就是准谐振电源以及LLC谐振电源。  
          目前真正用的比较多的技术其实是准谐振技术,也就是既有PWM控制也有PFM控制, 这样做控制 ,他的电磁兼容整改相对好做一点 。 其实说穿了就是在功率管与变压器之间加入LC谐振器件而已 。
减少开关损耗一个是在初级部分,也就是功率管实现软开关。另一个就是在次级整流二极管部分, 俗称同步整流。也就是用功率MOS管代替普通的肖特基整流二极管。另外谐振电源大至分为串联谐振以及并联谐振  。我今年准备搞定的是准谐振技术以及LLC技术 ,同时另一个需要搞定的就是运算放大器的设计。
老赵-西安:
同步整流技术你用到过吗?


曹健-江苏:
同步整流技术其实很简单,我已经玩过了,效率确实会高一点 , 它分为隔离版本的同步整流以及非隔离版本的同步整流。  隔离版本的同步整流其实很简单  就是将整流二极管换成MOS管  同时将MOS管的驱动直接接在次级变压器上就行。但是非隔离版本的就相对难做一点  ,
需要专门的驱动电路来实现  ,有专门的芯片可以实现  , 去年准备试一试的 , 后来把原理看懂了 , 就没有尝试。
次级二极管的功耗其实是很大的,  目前我在做的一款电源,   输出45A  ,电压12V,  假设二极管导通电压为0.3V,   那损耗就是P=0.3*45=15W左右,
这个损耗其实是很吓人的,不过 , 因为电源不是长时间满负荷工作  ,所以我偷懒还是用的常规的整流方式 。

老赵-西安:
连二极管那点压降功耗都不想损失。





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