ZVS和ZCS都是一些电力电子电路中常用的技术,ZVS是指“零电压开关”,ZCS是指“零电流开关”,都是为了减少开关器件的损失率和电磁干扰(EMI)而采用的技术。
ZVS/ZCS技术主要应用在开关电源、逆变器、变换器等电力电子电路中,在这些电路中需要频繁地开关激励电路,而开关损失和EMI都与开关过程有关,如果不采用ZVS/ZCS技术,则需要额外的电路设计来减少损失和EMI。
ZVS技术通过在开关管的控制下,尽量在零电压时刻(当输入电压交流正半周期为0时)进行开关,从而减少开关管的损失,并且在开关瞬间减少EMI。ZVS技术最常见的应用是在开关电源中,其中最常见的是零电压切换(ZVT)开关电源。
在ZVT开关电源中,开关管的导通状态是通过电感以及电容进行实现的,这样能够让开关管尽量在零电压时刻进行开关,从而减少开关管的损失率,并且还能有效降低EMI。需要注意的是,在零电压切换过程中,开关管电流吸收一部分能量,所以设计电路时需留意这部分能量的影响。
ZCS技术和ZVS技术的实现原理类似,但是ZCS是在零电流时刻进行开关,这样也能够减少开关管的损失和EMI,尤其在高频电路中使用更多。ZCS最常见的应用是在无源电压型谐振变换器,例如在太阳能电池逆变器中,一般采用ZCS技术,这可以让逆变器效率更高。
在无源电压型谐振变换器中,一般需要进行两级开关,其中第一级是谐振开关,第二级是普通开关。在此结构中,谐振电容中存储了能量,当电流变为零时,谐振电容中的电压上升,达到普通开关的开启电压。
ZVS和ZCS技术都可以减少开关电路中的损失和EMI,应用广泛。但是需要注意的是,在实际设计中,需要根据具体电路需求,进行综合考虑,以在不降低系统性能的情况下,应用一个合适的开关控制技术。