软开关技术概述硬开关与软开关零电压开关与零电流开关零电流开关：使开关关断前其电流为零，则开关关断时也不会产生损耗和噪声，这种关断方式称为零电流关断，简称零电流开关。零电压开通和零电流关断要靠电路中的谐振来实现。零电压关断：与开关并联的电容能使开关关断后电压上升延缓，从而降低关断损耗，有时称这种关断过程为零电压关断。零电流开通：与开关相串联的电感能使开关开通后电流上升延缓，降低了开通损耗，有时称之为零电流开通。简单的利用并联电容实现零电压关断和利用串联电感实现零电流开通一般会给电路造成总损耗增加、关断过电压增大等负面影响，因此是得不偿失的。软开关电路的分类图5-3基本开关单元的概念（显示放大图）a）基本开关单元b）降压斩波器中的基本开关单元c）升压斩波器中的基本开关单元d）升降压斩波器中的基本开关单元1．准谐振电路准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之为准谐振。为最早出现的软开关电路，可以分为：零电压开关准谐振电路(Zero-Voltage-SwitchingQuasi-ResonantConverter—ZVSQRC）；零电流开关准谐振电路(Zero-Current-SwitchingQuasi-ResonantConverter—ZCSQRC）；零电压开关多谐振电路(Zero-Voltage-SwitchingMulti-ResonantConverter—ZVSMRC）；用于逆变器的谐振直流环节(ResonantDCLink）。特点：谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；谐振电流有效值很大，电路中存在大量无功功率的交换，电路导通损耗加大；谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只能采用脉冲频率调制（PulseFrequencyModulation—PFM）方式来控制。2．零开关PWM电路引入了辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后。零开关PWM电路可以分为：零电压开关PWM电路（Zero-Voltage-SwitchingPWMConverter—ZVSPWM）；零电流开关PWM电路（Zero-Current-SwitchingPWMConverter—ZCSPWM）。特点：电压和电流基本上是方波，只是上升沿和下降沿较缓，开关承受的电压明显降低；电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式。3．零转换PWM电路采用辅助开关控制谐振的开始时刻，但谐振电路是与主开关并联的。零转换PWM电路可以分为：零电压转换PWM电路（Zero-Voltage-TransitionPWMConverter—ZVTPWM）；零电流转换PWM电路（Zero-CurrentTransitionPWMConverter—ZVTPWM）。特点：电路在很宽的输入电压范围内和从零负载到满载都能工作在软开关状态。电路中无功功率的交换被削减到最小，这使得电路效率有了进一步提高。零电压开关准谐振电路工作原理t0~t1时段：t0时刻之前，开关S为通态，二极管VD为断态，uCr=0，iLr=ILt0时刻S关断，与其并联的电容Cr使S关断后电压上升减缓，因此S的关断损耗减小。S关断后，VD尚未导通。电感Lr+L向Cr充电，uCr线性上升，同时VD两端电压uVD逐渐下降，直到t1时刻，uVD=0，VD导通。这一时段uCr的上升率：（7-1）零电压开关准谐振电路零电压开关准谐振电路零电压开关准谐振电路谐振直流环谐振直流环谐振直流环移相全桥型零电压开关PWM电路移相全桥型零电压开关PWM电路移相全桥型零电压开关PWM电路移相全桥型零电压开关PWM电路零电压转换PWM电路零电压转换PWM电路零电压转换PWM电路本章小结图7-1零电压开关准谐振电路及波形图7-2硬开关电路及波形图7-3基本开关单元的概念图7-4准谐振电路的基本开关单元图7-5零开关PWM电路的基本开关单元图7-6零转换PWM电路的基本开关单元图7-7零电压开关准谐振电路原理图图7-8零电压开关准谐振电路的理想化波形图7-9\10准谐振电路等效电路图7-11谐振直流环电路原理图图7-12谐振直流环电路的等效电路图7-13谐振直流环电路的理想化波形图7-14移相全桥零电压开关PWM电路图7-15移相全桥电路的理想化波形图7-16移相全桥电路在t1~t2阶段的等效电路图图7-17移相全桥电路在t3~t4阶段的等效电路图7-18升压型零电压转换PWM电路的原理图7-19升压型零电压转换PWM电路的理想化波形图7-20升压型零电压转换PWM电路在t1~t2时段的等效电路