1、現代電力電子裝置的發展趨勢發展趨勢 小型化、輕量化、對效率和電磁兼容性也有更高的要求。電力電子裝置高頻化 濾波器、變壓器體積和重量減小，電力電子裝置小型化、輕量化。 開關損耗增加，電磁干擾增大。l軟開關技術 降低開關損耗和開關噪聲。 進一步提高開關頻率。 開關過程中電壓和電流均不為零，出現了重疊。 電壓、電流變化很快，波形出現明顯得過沖，導致開關噪聲。圖71 硬開關的開關過程t0a）硬開關的開通過程b）硬開關的關斷過程uiP0uituuiiP00 在原電路中增加了小電感、電容等諧振元件，在開關過程前后引入諧振，消除電壓、電流的重疊。 降低開關損耗和開關噪聲。uiP0uitt0uiP0uitt0

2、a）軟開關的開通過程b）軟開關的關斷過程圖72 軟開關的開關過程當不指出是開通或是關斷，僅稱零電壓開關零電壓開關和零電流開關零電流開關。靠電路中的諧振來實現。圖73基本開關單元的概念a）基本開關單元b）降壓斬波器中的基本開關單元c）升壓斬波器中的基本開關單元d）升降壓斬波器中的基本開關單元分別介紹三類軟開關電路可分為： 用于逆變器的諧振直流環節電路(Resonant DC Link）。圖7-4 準諧振電路的基本開關單元c)零電壓開關多諧振電路的基本開關單元 電壓開關多諧振電路 (Zero-Voltage-Switching Multi-ResonantConverterZVS MRC）b)零電

3、流開關準諧振電路的基本開關單元 零電流開關準諧振電路 (Zero-Current-Switching Quasi-Resonant ConverterZCS QRC） a)零電壓開關準諧振電路的基本開關單元 零電壓開關準諧振電路 (Zero-Voltage-Switching Quasi-Resonant ConverterZVS QRC） 2）零開關PWM電路l 引入了輔助開關來控制諧振的開始時刻，使諧振僅發生于開關過程前后。零開關PWM電路可以分為：l 特點： 電路在很寬的輸入電壓范圍內和從零負載到滿載都能工作在軟開關狀態。 電路中無功功率的交換被削減到最小，這使得電路效率有了進一步提高。

4、b)零電流開關PWM電路的基本開關單元圖75 零開關PWM電路的基本開關單元 零電流開關PWM電路（Zero-Current-Switching PWM ConverterZCS PWM）a)零電壓開關PWM電路的基本開關單元 零電壓開關PWM電路（Zero-Voltage-Switching PWM ConverterZVS PWM） 3）零轉換PWM電路 l采用輔助開關控制諧振的開始時刻，但諧振電路是與主開關并聯的。零轉換PWM電路可以分為：l 特點：特點： 電路在很寬的輸入電壓范圍內和從零負載到滿載都能工作在軟開關狀態。 電路中無功功率的交換被削減到最小，這使得電路效率有了進一步提高。b

5、）零電流轉換PWM電路的基本開關單元圖76 零轉換PWM電路的基本開關單元 零電流轉換PWM電路（Zero-Current Transition PWM ConverterZVT PWM）a）零電壓轉換PWM電路的基本開關單元 零電壓轉換PWM電路（Zero-Voltage-Transition PWM ConverterZVT PWM）1）電路結構以降壓型降壓型為例分析工作原理。假設電感L和電容C很大，可等效為電流源和電壓源，并忽略電路中的損耗。圖7-7 零電壓開關準諧振電路原理圖rrddCLuItC2）工作原理t0t1時段的等效電路圖7-8零電壓開關準諧振電路的理想波形圖7-7 零電壓開關

6、準諧振電路原理圖t1t2時段的等效電路缺點缺點：諧振電壓峰值將高于輸入電壓Ui的2倍，增加了對開關器件耐壓的要求。 105圖7-8零電壓開關準諧振電路的理想波形圖7-7 零電壓開關準諧振電路原理圖1）電路結構圖 7-11 諧振直流環電路原理圖 由于電壓型逆變器的負載通常為感性，而且在諧振過程中逆變電路的開關狀態是不變的，因此分析時可將電路等效。圖 7-12 諧振直流環電路的等效電路 圖 7-13 諧振直流環電路的理想化波形 圖 7-12 諧振直流環電路的等效電路 t 0t1時段：t0時刻之前，開關S處于通態，iLrIL。t0時刻S關斷，電路中發生諧振。iLr對Cr充電，t1時刻，uCr=Ui。

7、 t1t2時段：t1時刻，諧振電流iLr達到峰值。 t1時刻以后，iLr繼續向Cr充電，直到t2時刻iLr=IL，uCr達到諧振峰值。2）工作原理電壓諧振峰值很高，增加了對開關器件耐壓耐壓的要求。圖 7-13 諧振直流環電路的理想化波形 圖 7-12 諧振直流環電路的等效電路 圖 7-14 移相全橋零電壓開關PWM電路圖 7-15 移相全橋電路的理想化波形 在開關周期TS內，每個開關導通時間都略小于TS/2，而關斷時間都略大于TS/2； 同一半橋中兩個開關不同時處于通態，每個開關關斷到另一個開關開通都要經過一定的死區時間。圖 7-15 移相全橋電路的理想化波形圖 7-16 移相全橋電路在t0t1階段的等效電路 t0t1時段：S1與S4導通，直到t1時刻S1關斷。 t1t2時段：t1時刻開關S1關斷后，電容Cs1、Cs2與電感Lr、L構成諧振回路， uA不斷下降，直到uA=0，VDS2導通，電流iLr通過VDS2續流。 t2t3時段：t2時刻開關S2開通，由于此時其反并聯二極管VDS2正處于導通狀態，因此S2為零電壓開通。圖 7-15 移相全橋電路的理想化波形圖 7-17移相全橋電路在t3t4階段的等效電路圖 7-15 移相全橋電路的理想化波形圖 7-15 移相全橋電路的理想化波形圖7-18 升壓型零電壓轉換PWM電路的原理圖圖7-19 升