什么是零電壓開關(guān)

PWM開關(guān)電源按硬開關(guān)模式工作（開/關(guān)過(guò)程中電壓下降/上升和電流上升/下降波形有交疊），因而開關(guān)損耗大。高頻化雖可以縮小體積重量，但開關(guān)損耗卻更大了。為此，必須研究開關(guān)電壓/電流波形不交疊的技術(shù)，即所謂零電壓開關(guān)（ZVS）/零電流開關(guān)（ZCS）技術(shù)，或稱軟開關(guān)技術(shù)，小功率軟開關(guān)電源效率可提高到80%~85%。

零電壓開關(guān)原理

零電壓開關(guān)原理無(wú)非就是和普通變壓器一樣，鐵心發(fā)熱，又或者一個(gè)簡(jiǎn)單的電磁爐。交變得磁場(chǎng)加到線圈上，當(dāng)你將鐵棒放入線圈內(nèi)，鐵棒產(chǎn)生感應(yīng)電流，隨即發(fā)熱被燒紅。圖是一張典型的zvs電路圖。

好多人都是按圖制作，只要連線正確，元器件選擇合理一般都能制作成功，但是這個(gè)電路怎么工作的你知道嗎？下面我給大家詳細(xì)的分析一下。先看圖：

我們知道，晶體管，電阻電容等電子元件及時(shí)型號(hào)完全相同的兩個(gè)元件，其本身也會(huì)存在細(xì)小的差異。在初始上電期間Q1與Q2總會(huì)有個(gè)先導(dǎo)通一個(gè)后導(dǎo)通，假設(shè)上電期間Q1最先導(dǎo)通，Q2后導(dǎo)通，如上圖我們可以看到電流經(jīng)L1 L2 Q1流向電源負(fù)極，電流經(jīng)過(guò)L1 L2 Q2流向電源負(fù)極。此時(shí)電容C1被充電。好多人覺(jué)著就這樣一直不變了，怎么產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)呢？我們接著看下圖：

在Q1導(dǎo)通的同時(shí)D4快回復(fù)二極管陰極相當(dāng)于被Q1接地，二極管正向?qū)ǎ@就使原本導(dǎo)通的Q2G極接地，隨即Q2截止不導(dǎo)通了。 這個(gè)時(shí)候該我們的C1 閃亮登場(chǎng)了，由于在上電期間C1被充電，由于C1與L2并聯(lián)這時(shí)候C1向L2放電，由于電感電流不能突變，在C1電荷即將放完電的時(shí)候L2又向C1充電，形成諧振。在C1向L2放電的同時(shí)，上管S極也有電了Q1隨即導(dǎo)通了D4隨之截止Q2隨之導(dǎo)通。Q2導(dǎo)通的結(jié)果就是拉低D3陰極，D3導(dǎo)通將Q1的導(dǎo)通變?yōu)榻刂埂＿@個(gè)電路就像你推我我推你一樣這么一直運(yùn)行著，運(yùn)行的結(jié)果就是使L2上產(chǎn)生交變磁場(chǎng)如圖：

零電壓開關(guān)工作原理

由圖（a）可知，在ZCS諧振開關(guān)中，當(dāng)開關(guān)管S1開通時(shí)，諧振網(wǎng)絡(luò)LrCr接通，電路諧振，開關(guān)管中的電流按準(zhǔn)正弦規(guī)律變化（因此稱為準(zhǔn)諧振），但諧振頻率不一定等于開關(guān)頻率。當(dāng)電流諧振到零時(shí)，令開關(guān)管關(guān)斷，諧振停止，故圖（a）稱為ZCS諧振開關(guān)或準(zhǔn)諧振開關(guān)。圖（c）給出了ZSC條件下開關(guān)管上的電壓Ｕce和電流Ic的波形，圖２給出了PWM開關(guān)的電壓、電流軌跡（A1為關(guān)斷過(guò)程，Ａ2為開通過(guò)程）和ZSC諧振開關(guān)的電壓、電流軌跡B。

由圖可見(jiàn)，當(dāng)開關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，LrCr串聯(lián)諧振，電容Cr（包括開關(guān)管的輸出電容）上的電壓按準(zhǔn)正弦規(guī)律變化，當(dāng)它諧振過(guò)零時(shí)，令開關(guān)管開通，因此圖1（b）是一種ZVS諧振開關(guān)。