软开关技术发展现状的研究EquipmentManufactringTechnologyNo.10，2022电力电子装置中磁性元件的体积和重量占很大比例，从电机学相关知识知道，使变压器、电力电子装置小型化、轻量化的途径是电路的高频化［１］。但是，传统的开关器件工作在硬开关状态，在提高开关频率的同时，开关损耗和电磁干扰也随之增加。所以，简单地提高开关频率显然是不行的。在软开关技术出现之前，通过控制门极来控制开关管的开通和关断，会造成很大的开关损耗。软开关技术是指通过辅助的谐振电路，使开关管开通前电压先降为零，或者关断前电流先降为零［２］。这样，就降低了开关功率损耗，减少了噪声污染。１软开关技术的由来开关器件工作频率越高，其尺寸越小，传统ＰＷＭ变换器中的开关器件工作在硬开关状态，硬开关工作的诸多缺陷阻碍了开关器件工作频率的提高。（１）开通和关断损耗大。（２）感性关断问题：电路中存在感性元件，当开关器件关断时，感应出很高的尖峰电压，易造成击穿电压。（３）容性开通问题：开关器件在很高的电压下开通时，存储在开关器件结电容中的能量将全部耗散在该器件内，引起过热损坏。（４）二极管反向恢复问题：二极管由导通变为截止时，存在着反向恢复期，此时，二极管仍处于导通状态，若立即开通与其串联的开关器件，容易产生很大的冲击电流。改进上述不足的有效办法，就是发展软开关技术。理想的软开通过程：电压先下降到零后，电流再缓慢上升到通态值，此时开通损耗近似为零。另外，因器件开通前电压已下降到零，器件结电容上的电压亦为零。由此可见，软开关技术较好地解决了硬开关的开关损耗、容性开通、感性关断、二极管反向恢复问题［３］。２软开关技术的工作原理所谓“软开关”是与“硬开关”相对应的。硬开关是在控制电路的开通和关断过程中，电压和电流的变化剧烈，产生较大的开关损耗和噪声，开关损耗随着开关频率的提高而增加，使电路效率下降；开关噪声给电路带来严重的电磁干扰，影响周边电子设备的工作。软开关是在硬开关电路的基础上，增加了小电感、电容等谐振器件，构成辅助换流网络，在开关过程前后引入谐振过程，开关在其两端的电压为零时导通；或使流过开关的电流为零时关断，使开关条件得以改善，降低传统硬开关的开关损耗和开关噪声，从而提高了电路的效率。软开关包括软开通和软关断。理想的软开通过程是：电压先下降到零后，电流再缓慢上升到通态值，所以开通时不会产生损耗和噪声，软开通的开关称之为零电压开关。理想的软关断过程是：电流先下降到零后，电压再缓慢上升到通态值，所以关断时不会产生损耗和噪声，软关断的开关称之为零电流开关［４］。３软开关技术的发展历程自上世纪７０年代以来，国内外电力电子和电源技术领域不断研制开发高频软开关技术，到目前为止，已提出了多种不同的软开关拓扑结构，实际应用也取得了一系列成功。软开关技术先后经历了串联或并联谐振技术（２０世纪７０年代）、准谐振或多谐振技术（２０世纪８０年代中期）、ＺＣＳ－ＰＷＭ或ＺＶＳ－ＰＷＭ技术（２０世纪８０年代末期）、移相全桥ＺＶＳ－ＰＷＭ技术（２０世纪８０年代末期）、ＺＣＴ－ＰＷＭ或ＺＶＴ－ＰＷＭ技术（２０世纪９０年代初期）、全桥移相ＺＶＺＣＳ－ＰＷＭ技术（２０世纪９０年代中期）等发展阶段。软开关技术发展现状的研究王星云，王平，陈莲华（华南理工大学，材料科学与工程学院，广东广州５１０６４０）摘要：软开关技术利用在零电压、零电流条件下控制开关器件的导通和关断，有效地降低了电路的开关损耗和开关噪声因而在电力电子装置中得到广泛应用。回顾了软开关技术由来和发展阶段，并介绍了软开关技术的原理、发展历程、最新研究现状和预测了发展趋势。关键词：软开关技术；原理；发展历程；发展趋势中图分类号：ＴＭ５６文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２００８）１０－０１０２－０２收稿日期：２００８－０７－１６作者简介：王星云（１９８３—），男，在读硕士，研究方向：软开关技术及其电源功率器件。王平（１９８２—），男，湖北人，在读硕士。陈莲华（１９８３—），女，福建人，在读硕士。102本...