文档介绍：引言
■现代电力电子装置的发展趋势是小型化、轻量化，同时对装置的效率和电磁兼容性也提出了更高的要求。
■电力电子电路的高频化
◆可以减小滤波器、变压器的体积和重量，电力电子装置小型化、轻量化。
◆开关损耗增加，电路效率严重下降，电磁干扰增大。
■软开关技术
◆降低开关损耗和开关噪声。
◆使开关频率可以大幅度提高。
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软开关的基本概念
硬开关与软开关
零电压开关与零电流开关
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硬开关与软开关
■硬开关
◆开关过程中电压、电流均不为零，出现了重叠，有显著的开关损耗。
◆电压和电流变化的速度很快，波形出现了明显的过冲，从而产生了开关噪声。
◆开关损耗与开关频率之间呈线性关系，因此当硬电路的工作频率不太高时，开关损耗占总损耗的比例并不大，但随着开关频率的提高，开关损耗就越来越显著。
图8-1 硬开关降压型电路及波形
a）电路图 b）理想化波形
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图8-2 硬开关过程中的电压和电流
a) 关断过程 b)开通过程
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硬开关与软开关
■软开关
◆软开关电路中增加了谐振电感Lr和谐振电容Cr，与滤波电感L、电容C相比，Lr和Cr的值小得多，同时开关S增加了反并联二极管VDS，而硬开关电路中不需要这个二极管。
◆降压型零电压开关准谐振电路中，在开关过程前后引入谐振，使开关开通前电压先降到零，关断前电流先降到零，消除了开关过程中电压、电流的重叠，从而大大减小甚至消除开关损耗，同时，谐振过程限值了开关过程中电压和电流的变化率，这使得开关噪声也显著减小。
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图8-3 降压型零电压开关准谐振电路及波形
a）电路图 b）理想化波形
a)
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图8-4 软开关过程中的电压和电流
a) 关断过程 b)开通过程
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零电压开关与零电流开关
■零电压开通
◆开关开通前其两端电压为零，则开通时不会产生损耗和噪声。
■零电流关断
◆开关关断前其电流为零，则关断时不会产生损耗和噪声。
■零电压关断
◆与开关并联的电容能延缓开关关断后电压上升的速率，从而降低关断损耗。
■零电流开通
◆与开关串联的电感能延缓开关开通后电流上升的速率，降低了开通损耗。
■在很多情况下，不再指出开通或关断，仅称零电压开关和零电流开关。
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软开关电路的分类
■软开关电路的分类
◆根据电路中主要的开关元件是零电压开通还是零电流关断，可以将软开关电路分成零电压电路和零电流电路两大类，个别电路中，有些开关是零电压开通的，另一些开关是零电流关断的。
◆根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路分成准谐振电路、零开关PWM电路和零转换PWM电路。
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软开关电路的分类
图 8-5 准谐振电路
a）零电压开关准谐振电路 b）零电流开关准谐振电路 c）零电压开关多谐振电路
■准谐振电路
◆分类
☞零电压开关准谐振电路（Zero-Voltage-Switching Quasi-Resonant Converter—ZVS QRC）
☞零电流开关准谐振电路（Zero-Current-Switching Quasi-Resonant Converter—ZCS QRC）
☞零电压开关多谐振电路（Zero-Voltage-Switching Multi-Resonant Converter—ZVS MRC）
☞用于逆变器的谐振直流环节（Resonant DC Link）
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软开关电路的分类
◆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。
◆开关损耗和开关噪声都大大下降，也有一些负面问题
☞谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高。
☞谐振电流的有效值很大，电路中存在大量的无功功率的交换，造成电路导通损耗加大。
☞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（Pulse Frequency Modulation—PFM）方式来控制，变频的开关频率给电路设计带来困难。
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软开关电路的分类