涨知识啦！开关电源软开关技术

技术专题：全方位解读新半导体材料

经常在论坛上看到大神分享各种电源，就想学着做个LLC开关电源。看到一个据说很热门的软开关技术，就在网上查阅各种资料，不查不知道，原来开关电源软开关技术，还有那么多的学问。开关电源不仅可以有硬开关、软开关，软开关中又分为电压型、电流型等...

所以，今天打算给大家讲下开关电源软开关技术。

一、硬开关和软开关

硬开关

开关过程中电压和电流均不为零，出现了重叠。电压、电流变化很快，波形出现明显得过冲，导致开关噪声。

图1 硬开关的开关过程

软开关

在原电路中增加了小电感、电容等谐振元件，在开关过程前后引入谐振，消除电压、电流的重叠。降低开关损耗和开关噪声。

图2 软开关的开关过程

二、软开关分类

根据开关元件开通和关断时电压、电流的状态，软开关主要分为：零电压电路、零电流电路两种。

当不指出是开通或是关断，仅称零电压开关和零电流开关。开通和关断的状态，要靠电路中的谐振来实现。

零电压、电流电路，有如下四种开通关断状态：

零电压开通开关开通前其两端电压为零——开通时不会产生损耗和噪声。

零电流关断开关关断前其电流为零——关断时不会产生损耗和噪声。

零电压关断与开关并联的电容能延缓开关关断后电压上升的速率，从而降低关断损耗。

零电流开通与开关串联的电感能延缓开关开通后电流上升的速率，降低了开通损耗。

三、软开关电路

根据软开关技术发展的历程，可以将软开关电路分成准谐振电路、零开关PWM电路和零转换PWM电路。每一种软开关电路都可以用于降压型、升压型等不同电路，可以从基本开关单元导出具体电路。

准谐振电路

准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之为准谐振。是最早出现的软开关电路。 准谐振电路，具有以下特点：

谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；谐振电流有效值很大，电路中存在大量无功功率的交换，电路导通损耗加大；

谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只能采用脉冲频率调制方式来控制；

谐振电路（LLC）是很多电源工程师的技术瓶颈。目前，市面上关于LLC谐振电路的学习渠道资料相当有限，网上也没有一套很好完整的教学书籍、视频教程。