软开关技术的基本概念介绍

现代电力电子变换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更高的要求。电路的高频化是电力电子变换装置小型化、轻量化的直接途径，但提高开关器件工作频率的同时，开关损耗随之增加，电路效率严重下降，电磁干扰也增大了，简单地提高开关频率是不行的，针对以上问题出现了软开关技术，它利用LC谐振为主的辅助换相手段，解决电路中的开关损耗和开关噪声问题，使开关频率可以大幅度提高。

通过在功率开关器件上设置电感或电容储能元件，用以减小开关损耗和电磁干扰。目前有三种方式：①由电阻、二极管、电感或电容构成的缓冲电路，因电感或电容的充、放电时间限制，这种缓冲电路不适合用在高频的场合，另外由于所吸收的能量被缓冲器内部的电阻消耗掉，特别是在大容量情况下，其效率下降和发热问题更加不容忽视；②采用由附加开关管构成的具有再生能量的缓冲电路，它可以将开关能量先储存起来，然后再回馈到电源，该方式虽然可以提高效率，但也带来了硬件开销大和稳定性不高的缺陷；③采用电感和电容，包括寄生电感和电容构成谐振电路，以确保功率开关器件在零电压或零电流条件下动作，这就是软开关技术。软开关技术通常又称为谐振软开关技术。(www.xing528.com)

电力电子器件理想的开关状态是在端电压为零时开通，在电流为零时关断，这时器件没有开关损耗，理想的开关状态较难做到。如果在开关过程中，电力电子器件开通时端电压（或电流）较小，在关断时能以较小电流（或较低端电压）关断，器件的开关损耗就比较小，这称为软开关。本章首先介绍开关损耗和软开关的基本概念，然后介绍几种典型的软开关电路。