电力电子技术：第17讲 软开关技术.ppt

电力电子技术是现代电气工程中的核心领域，它涉及到电力系统的转换、控制和调节。在第17讲中，我们重点探讨了软开关技术，这是解决高频化带来的问题的关键技术。随着电力电子装置的小型化、轻量化需求以及对效率和电磁兼容性的提升，软开关技术的重要性日益凸显。 硬开关技术在电力电子电路中广泛使用，但在开关过程中，电压和电流的重叠导致了显著的开关损耗和开关噪声。例如，图8-1展示了硬开关降压型电路的波形，开关过程中电压和电流的急剧变化产生了过冲，这不仅增加了损耗，还加剧了电磁干扰。开关损耗与开关频率成正比，随着频率的升高，这种损耗变得更为显著。 为了解决这些问题，软开关技术应运而生。软开关通过在开关器件的开关过程中引入谐振，实现零电压开关（ZVS）或零电流开关（ZCS）。ZVS技术是在开关开通前将电压降至零，而ZCS技术则是在开关关断前将电流降至零，这样可以极大地减少甚至消除开关损耗，并降低开关过程中的电压和电流变化率，从而降低开关噪声。图8-3展示了降压型零电压开关准谐振电路的工作原理，其中反并联二极管VDS用于辅助开关S实现零电压开关，而谐振电感Lr和电容Cr则起到了关键作用。 零电流开关（ZCS）同样重要，它在开关关断前确保电流为零，避免关断损耗。此外，零电压关断（ZVD）则是利用并联电容来延缓关断后的电压上升，进一步降低损耗。 软开关技术的应用包括但不限于零电压开关和零电流开关，这些技术使得开关频率可以大幅度提高，而无需担心开关损耗和噪声的增加。这不仅提高了电路的效率，而且改善了整体系统的电磁兼容性。随着电力电子技术的不断发展，软开关技术将在新能源系统、电力传动、直流电源等领域发挥更大的作用，推动电力电子设备向着更高效、更环保的方向发展。