所謂軟開關(guān)通常是指零電壓開關(guān)和零電流開關(guān)或近似零電壓開關(guān)與零電流開關(guān)。軟開關(guān)技術(shù)的應用,在理論上使開關(guān)管的開關(guān)損耗為零,從而可以使開關(guān)頻率進一步提高,使電力電子變換器具有更高的效率,更高的功率密度,體積,重量大大減少,具有更高的可靠性;并可有效地減小電能變換裝置引起的電磁污染和壞境污染。
采用軟開關(guān)技術(shù)的變頻電源具有以下特點:
1.軟開關(guān)技術(shù)變頻電源優(yōu)良特性的最大體現(xiàn),一是功率器件的開關(guān)頻率可以大幅度提高,二是開關(guān)損耗的大幅度降低。這就意味著功率器件在工作時本身的散熱量會大幅度降低,為功率開關(guān)而設計的散熱器尺寸會大大減小,這樣,功率密度肯定會大大提高。當然,輔助諧振網(wǎng)絡和控制電路的安裝要增大尺寸,但是,輔助開關(guān)器件的尺寸只有主開關(guān)器件的幾分之一,相對于傳統(tǒng)的無源吸收器電路(二極管+電容+大電阻),諧振吸收器電路(開關(guān)+電容+小電感)的尺寸明顯減小了。
2.軟開關(guān)技術(shù)可使開關(guān)頻率>20kHz,功率器件的開關(guān)頻率指標定為20kHz以上,是考慮到音頻信號的頻率在18kHz以下,當開關(guān)頻率大于18kHz以后,將不會產(chǎn)生音頻噪聲。
3.軟開關(guān)技術(shù)可以消除功率器件的開關(guān)損耗,所以,可以使變頻電源的運行效率達到最大值。高負荷率運行時,變頻電源的輸出功率最大,故其效率達到最高,低負荷率運行時,輸出功率較小,而變頻電源中開關(guān)損耗的變化不大,故其效率低。
4.采用軟開關(guān)技術(shù)可使du/dt<1kV/μs,功率器件上并接的吸收電容能夠大大減小功率器件關(guān)斷時的du/dt,但它并不能消除du/dt,相對于傳統(tǒng)的硬開關(guān),1kV/μs的電壓變化率已經(jīng)是一個不錯的指標了。
5.軟開關(guān)技術(shù)變頻電源由于要額外地增加輔助的諧振電感和用來控制諧振發(fā)生和終止的輔助開關(guān)(功率器件)以及相關(guān)的控制電路,但是,對于大功率的變頻電源,還可以省掉一些元器件(比如每個橋臂上原有的吸收電路及有關(guān)的輸出濾波裝置等)。另外,隨著電力電子器件設計和制造技術(shù)的發(fā)展,電力電子器件的價格也越來越低,所以,對于整個軟開關(guān)技術(shù)變頻電源來說,其制造成本不會有明顯的增加。
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