سوئیچ زنی نرم چیست ؟
در سوئیچ زنی نرم باید قبل از روشن و یا خاموش شدن سوئیچ ، یک پارامتر (جریان یا ولتاژ سوئیچ) صفر شده باشند. سوئیچ زنی نرم سبب حداقل کردن تلفات و نویز EMI میشود . ساختار های مرسوم مانند شیفت فاز ZVS و LLC تنها در روشن کردن سوئیچ به شکل سوئیچ زنی نرم عمل میکنند.
در حالت ZVS(سوئیچ زنی در ولتاژ صفر) ، به منظور کاهش تلفات سوئیچینگ حالت روشن ترانزیستور زمانی تغییر روشن میشود که ولتاژ درین سورس Vds آن صفر شده باشد.
درحالت ZCS(سوئیچ زنی در جریان صفر ) ، به منظور کاهش تلفات سوئیچینگ حالت خاموش ترانزیستور زمانی خاموش میشود که جریان درین Id صفر شده باشد.
شکل 4 . شکل موج ولتاژ و جریان در حالت سوئیچ زنی نرم
شکل 5 . مبدل پل تمام شیفت فاز ZVS
لازم به ذکر است در اکثر مدارات سوئیچ زنی نرم به دلیل فرکانس بالا ، استفاده از دیود سریع یا (fast body diode) به همراه سوئیچ لازم و ضروری است.
دلیل استفاده از دیود سریع چیست ؟
امروزه اکثر مدارات رزونانسی به شکل ساختارهای نیم پل و یا تمام پل ساخته شده اند .(2 و یا 4 ترانزیستور) بنابراین انرژی میتواند به سمت چپ در ترانزیستور برگشته و سبب شکست و معیوب شدن آن شود.
بنابراین به دلیل وجود این حالت های گذرا که ادامه دار نیز هستند ، لازم است از یک دیود سریع استفاده کنیم تا مطمئن شویم که انرژی به طور کامل ترانزیستور را ترک میکند.
شکل 6 . ماسفت به همراه سوئیچ fast body
دسته بندی سوئیچ زنی نرم :
به طور کلی ، سوئیچ زنی نرم خود به دو دسته تقسیم میشوند .1- خود رزونانس 2- رزونانس اجباری.
روش خود رزونانس :
در روش سوئیچ زنی نرم خود رزونانس ، یک مدار نوسان ساز برای محاسبه دقیق کموتاسیون ترانزیستور استفاده میشود تا در نتیجه سوئیچ زنی به شکلی شبیه شکل 4 انجام شود.
از معایب اصلی روش سوئیچ زنی نرم خود رزونانس میتوان به این نکته اشاره کرد که این ساختار تنها در مبدل های قدرت ایزوله نشده ای قابل اجرا است که ولتاژ ورودی و بارهای خروجی در یک محدوده ی باریکی از تغییرات قرار دارند.
در نتیجه ، سوئیچ زنی نرم خود رزونانس ، در بخش کوچکی از مبدل های DC به DC استفاده میشوند.
روش سوئیچ زنی نرم رزونانس اجباری :
ساختار هایی که از روش رزونانس اجباری برای سوئیچ زنی نرم استفاده میکنند ، دارای ورودی های بسیاری هستند (مانند ولتاژ ورودی ، بار ، ولتاژ ترانزیستورها ،جریان ها و …) تا به طور دقیق سوئیچ زنی ها را محاسبه و اجرا کرده و تلفات سوئیچ زنی را حذف کنند.
این روش تمام مزیت های روش خود رزونانس را دارد ،و علاوه بر آن ها ، میتوان از این روش در تمامی مبدل های قدرت استفاده کرد (و نه تنها مبدل DC به DC)
از معایب این روش میتوان به محاسبات سنگین آن اشاره کرد که به همین دلیل در بازار هنوز نتوانسته است جایگاه خود را پیدا کند.
