軟開關(guān)技術(shù)對通信電源的影響范文

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當(dāng)今時代的發(fā)展，軟開關(guān)技術(shù)作為一種新型技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用使得越來越多的生產(chǎn)廠商受益，這是在信息化時代下，利用科技技術(shù)的研發(fā)和嘗試。軟開關(guān)先進(jìn)技術(shù)的使用更是在通信電源的應(yīng)用中更具有實(shí)際的現(xiàn)實(shí)意義，其更為安全、操作更為科學(xué)化，在通信電源中的應(yīng)用是如虎添翼。

1通信電源目前存在的弊端

通信電源一般會出現(xiàn)問題較多的是整流模塊退出、模塊不均流、電池久壓不保護(hù)、空開跳開、防雷器故障、保險管斷開等。而出現(xiàn)直流斷電器故障，是由于我們采用的是直流斷器，觸點(diǎn)使用的是常閉觸點(diǎn)，如若對斷路器發(fā)出斷開指令無反應(yīng)時，易出現(xiàn)直流配電單元故障。而在另一方面交流配電單元也易出現(xiàn)明顯的故障，交流變送器出現(xiàn)了異常，無法正常地運(yùn)轉(zhuǎn)。通信電源系統(tǒng)在通信系統(tǒng)所具有的地位不可替代，一旦通信電源系統(tǒng)故障引起對通信設(shè)備的供電中斷，通信設(shè)備就會完全失靈，無法正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)，造成通信電路中斷、通信系統(tǒng)癱瘓，從而造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和社會負(fù)面效益。其中，目前通信電源系統(tǒng)常見的問題和弊端有以下幾種：（1）交流配電單元的問題中的防雷器單元，在易發(fā)生的故障當(dāng)中，防雷器易損壞。（2）交流輸入缺相，造成的因素很多，往往無法正確及時分析得出解決方案，其中涉及的是交流變送器的故障。（3）交流接觸器不吸合，造成的因素是交流輸入的A相缺相，交流接觸器線圈供電保險絲燒壞，交流接觸器控制板出現(xiàn)故障。（4）直流斷路器的故障問題，直流電流顯示不正確，其電流傳感器斜率選擇不正確，非常大的電流值顯示不正確。

2軟開關(guān)技術(shù)原理及其優(yōu)越性

2.1軟開關(guān)技術(shù)原理硬開關(guān)的開通和關(guān)斷過程伴隨著電壓和電流的劇烈變化，產(chǎn)生較大的開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲。而軟開關(guān)在電路中增加了小電感、電容等諧振元件，在開關(guān)過程前后引入諧振，使開關(guān)條件得以改善。降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲，軟開關(guān)有時也被稱為諧振開關(guān)。軟開關(guān)其工作原理是，軟開關(guān)電路中S關(guān)斷后Lr與Cr間發(fā)生諧振，電路中電壓和電流的波形類似于正弦半波。諧振減緩了開關(guān)過程中電壓、電流的變化，而且使S兩端的電壓在其開通前就降為零。其工作原理如圖1。

2.2軟開關(guān)技術(shù)優(yōu)越性（1）設(shè)備體形變小。傳統(tǒng)硬開關(guān)裝置中，濾波電感、電容和變壓器等磁性元件的體積和重量往往占很大比例。如果提高開關(guān)頻率可減少濾波器的參數(shù)，并使變壓器小型化，從而降低裝置的體積和重量，電力電子的裝置的輕型化、小型化直接導(dǎo)致電路的高頻化。傳統(tǒng)開關(guān)在提高開關(guān)頻率的同時，開關(guān)損耗和電磁干擾嚴(yán)重，電路效率下降，而軟開關(guān)解決了上述傳統(tǒng)開關(guān)的弊端，展現(xiàn)了軟開關(guān)所具有的優(yōu)越性。（2）損耗大幅降低。軟開關(guān)技術(shù)在開關(guān)過程中，理想狀態(tài)下，軟開關(guān)過程是電流或電壓先降低零，電壓或電流再緩慢上升到斷態(tài)值，所以，開關(guān)損耗近似為零。而軟開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)功率變換器件的高頻化，其開關(guān)過程的前后引入諧振，使得開關(guān)開通前電壓先降到零，關(guān)掉前電流也先降到零，就可以消除開關(guān)過程中電壓、電流的重疊，減低它們的變化，從而極大地減低了開關(guān)的損耗。（3）安全性能提高。軟開關(guān)技術(shù)在諧振過程中限制了開關(guān)電壓和電流變化，使得存在的噪聲也明顯減小。這樣在使用的過程中，電器回路利用軟開關(guān)在聯(lián)通和切斷負(fù)載時不是突然完成，而是循環(huán)漸漸地逐步完成切斷，從而減少了對電器的損耗，提高了其可靠性。

3軟開關(guān)技術(shù)在通信電源系統(tǒng)中的運(yùn)用價值

軟開關(guān)技術(shù)的出現(xiàn)，解決了限制開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻率和效率的關(guān)鍵性難題。通信電源系統(tǒng)中運(yùn)用軟開關(guān)技術(shù)可以使得開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻率達(dá)到MHZ的量級，這是軟開關(guān)在通信電源中所具有的安全、科學(xué)的重要價值。而且它的表現(xiàn)不僅僅于此，在它所控制的PWM變換器在開關(guān)工作頻率恒定的前期，通過調(diào)節(jié)脈沖寬度方式來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出，其應(yīng)用在中小功率開關(guān)電源，也是目前選擇最多的方式。在零電壓開關(guān)PMW變換器中，涉及到的電路實(shí)現(xiàn)了主開關(guān)的零壓導(dǎo)通，且保持著正常的運(yùn)行，在較寬的輸入電壓和負(fù)載電流范圍內(nèi)，可以滿足二極管零電流關(guān)掉，它所處理的諧振能量與主開關(guān)管相比只是很少的一部分。

PFM是通過調(diào)節(jié)脈沖頻率來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出的，它所控制的電路并不復(fù)雜，但是基于工作頻率在一定程度上并不穩(wěn)定，一般用于負(fù)載及輸入電壓相對穩(wěn)定的場合。而如今發(fā)展和使用最為先進(jìn)的軟開關(guān)技術(shù)是PS脈沖移向式變換器，脈沖移向式軟開關(guān)變換器是橋式變換器，橋式變換器必須在對角開關(guān)同時導(dǎo)通時才輸出功率，可以通過調(diào)整開關(guān)的重合來達(dá)到調(diào)節(jié)電壓目的，在中、大功率電源中經(jīng)常使用的這種變換器。軟開關(guān)技術(shù)的突破主要表現(xiàn)在了零開關(guān)PWM轉(zhuǎn)換器在準(zhǔn)諧振變換器的基礎(chǔ)上加入一個輔助開關(guān)管，來控制諧振元件的諧振過程，實(shí)現(xiàn)恒定頻率控制，即實(shí)現(xiàn)零開關(guān)PMW控制。零轉(zhuǎn)換PWM轉(zhuǎn)換器在諧振網(wǎng)絡(luò)與主電子開關(guān)并聯(lián)，在開關(guān)轉(zhuǎn)換期間，并聯(lián)的諧振網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生諧振以獲得零開關(guān)條件，開關(guān)結(jié)束后，電路又恢復(fù)到正常的PWM工作方式，因此，零轉(zhuǎn)換PWM變換器綜合了硬開關(guān)和諧振技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)并克服了硬開關(guān)及諧振技術(shù)的缺點(diǎn)，達(dá)到了突破性的技術(shù)。使得在通信電源中減少了故障問題的發(fā)生，確保了設(shè)備正常、高效地運(yùn)行。軟開關(guān)技術(shù)的突破達(dá)到了在通信電源中的顯著價值體現(xiàn)。

4軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢及前景

軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的趨勢必定是走向安全化、高效化、先進(jìn)化，而進(jìn)行組合軟開關(guān)功率變換器的理論前景勢必在解決在電路中并聯(lián)或串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，造成諧振損耗，組合軟開關(guān)技術(shù)結(jié)合無損耗吸收與諧振式零電壓、零電流，存在零電流開通，零電壓關(guān)斷，等配套組合。發(fā)展前景更為廣闊。

作者：陳偉鋒 單位：公誠管理咨詢有限公司