硬開關(guān)
1.開關(guān)損耗大。開通時(shí),開關(guān)器件的電流上升和電壓下降同時(shí)進(jìn)行;關(guān)斷時(shí),電壓上升和電流下降同時(shí)進(jìn)行。電壓、電流波形的交疊產(chǎn)生了開關(guān)損耗,該損耗隨開關(guān)頻率的提高而急速增加。
2.感性關(guān)斷電尖峰大。當(dāng)器件關(guān)斷時(shí),電路的感性元件感應(yīng)出尖峰電壓,開關(guān)頻率愈高,關(guān)斷愈快,該感應(yīng)電壓愈高。此電壓加在開關(guān)器件兩端,易造成器件擊穿。
3.容性開通電流尖峰大。當(dāng)開關(guān)器件在很高的電壓下開通時(shí),儲(chǔ)存在開關(guān)器件結(jié)電容中的能量將以電流形式全部耗散在該器件內(nèi)。頻率愈高,開通電流尖峰愈大,從而引起器件過熱損壞。另外,二極管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)存在反向恢復(fù)期,開關(guān)管在此期間內(nèi)的開通動(dòng)作,易產(chǎn)生很大的沖擊電流。頻率愈高,該沖擊電流愈大,對(duì)器件的安全運(yùn)行造成危害。
4.電磁干擾嚴(yán)重。隨著頻率提高,電路中的di/dt和dv/dt增大,從而導(dǎo)致電磁干擾(EMI)增大,影響整流器和周圍電子設(shè)備的工作。
軟開關(guān):
上述問題嚴(yán)重阻礙了開關(guān)器件工作頻率的提高。近年來開展的軟開關(guān)技術(shù)研究為克服上述缺陷提供了一條有效的途徑。和硬開關(guān)工作不同,理想的軟關(guān)斷過程是電流先降到零,電壓在緩慢上升到斷態(tài)值,所以關(guān)斷損耗近似為零。由于器件關(guān)斷前電流已下降到零,解決了感性關(guān)斷問題。理想的軟開通過程是電壓先降到零,電流在緩慢上升到通態(tài)值,所以開通損耗近似為零,器件結(jié)電容的電壓亦為零,解決了容性開通問題。同時(shí),開通時(shí),二極管反向恢復(fù)過程已經(jīng)結(jié)束,因此二極管方向恢復(fù)問題不存在。