软开关功率开关管的发展

按照这种分类方法，所出现的零电压转换PWM变换器大致分为如下3类：(1)带有开关式辅助电压源型;(2)带有直流辅助电压源型;(3)带有谐振式辅助电压源型。这样便于人们对零电压转换脉宽调制技术的整体性研究探索，由于人们越来越深入地研究，必将有更多的新型电路拓扑出现。

软开关技术的新进展随着电力电子技术的发展，目前对电力电子装置的要求愈加趋向于小型化，轻量化，并希望能提高开关频率，但是目前开关器件的频率已接近于极限，并且随着频率的提高又带来了噪声污染、电磁干扰、开关应力、开关损耗等一系列问题。目前的研究仍是针对解决上述问题而进行的，最近的研究成果包括新型电路结构的出现和应用范围的不断扩大等。Chen—ming Wang提出了一种新型的功率因数校正器。这种功率因数校正器采用传统的脉宽调制，软换相技术及瞬时平均线电流控制方法。他设计了一种新的零电压开关脉宽调制(ZVS—PWM)辅助电路，可实现主开关和辅助开关的零电压开关，辅助开关实现零电流开关，其主开关软换相时电流应力小，传输损耗小。H.Ogiwara，M.Itoi和M.Nakaoka设计出一种新型的单端推挽式软开关高频逆变器，该逆变器应用于高频感应加热装置。这一新模型是在传统电路的基础上加上谐振电路。这样可实现软开关并且在对称的PWM辅助电路下能在大范围内连续调节输出功率，其工作频率固定为20 kI-Iz，用在家用加热电器中具有很好的安全性和高效性。C.M.Wang，H-J.Chiu和D.R.Chen提出了一种新型的零电流PWM开关单元，这种开关单元可以使主开关和辅助开关都能在零电流时开通和关断。这种变换器的优点是：工作于固定频率，减少了换相损耗。只采用了一个谐振电感使电路的结构简单且电流应力小，它适用于采用IGBT的大功率场合。

如今，软开关变换器都应用了谐振原理，在电路中并联或串联谐振网络，势必产生谐振损耗，并使电路受到固有问题的影响。为此。人们提出了组合软开关功率变换器的理论。组合软开关技术结合了无损耗吸收技术与谐振式零电压技术、零电流技术的优点，电路中既可以存在零电压开通，也可以存在零电流关断，同时既可以包含零电流开通，也可以包含零电压关断，是这4种状态的任意组合。

近年来共模电感参数，人们针对全桥软开关变换器提出了不少拓扑，大致可分为ZVS，ZCS和ZVZCS三种策略。ZVS方式中，功率器件输出电容与变压器漏感谐振，器件在零电压状态下开通。但变压器副边整流管换流使输出电压发生占空比丢失，且滞后桥臂零不易实现ZVS。ZCS方式中，变压器原边电流复位，器件在零电流状态下关断，但谐振电容电压换向使输出电流发塑封电感生占电感器生产厂家空比丢失，且滞后桥臂较难实现ZCS。电子负载中，DC/DC为低压大电流的升压变换，特点是变压器原边输入电流和副边输出电压很大，所以，这两种方式都会造成系统效率的严重降低，是不可接受的。ZVZCS变换策略则可避免上述两方式固有的缺陷。

本设计是用在变压器副边并联储能电容C1，C2的方法来实现原边电流的复位〔1〕，如所示，共有六种工作模式：

模式0：(t2，t3)区间。在t2时刻导通Q4，变压器漏感Lk与C1，C2谐振使C1，C2通过D7充电，由于D5，D6的箝位作用，C1，C2充电至V2，能量由变压器原边流向C1，C2和负载。

模式1：(t3，t4)区间。Q1，Q2导通，能量由变压器原边流向负载。

模式2：(t4，t5)区间。在t4时刻关断Q1，由于Cp1上的电压为零，Q1为零电压关断，此后Cp1充电，Cp3放电，V共模电感器1减小，当变压器副边电压小于V2时，C1，C2开始放电。能量由C1，C2和变压器原边流向负载。

模式3：(t5，t7)区间。Cp3放电完毕，D3导通，此时导通Q3，由于D3的箝位作用，Q3为零电压开通。V1减小，C1，C2继续放电，变压器副边二极管整流桥反偏，变压器副边电流为零，原边只有很小的励磁电流，近似于开路。负载电流流过C1，C2和续流二极管，变压器原副边没有能量的联系。

模式4：(t7，t8)区间。在t7时刻关断Q4，由于变压器原边电流近似为零，Q4为零电流关断。C1，C2放电完毕后，负载电流只流过续流二极管，变压器原副边电流仍近似为零。

模式5：(t8，.)区间。在t8时刻导通Q2，由于变压器原边电流近似为零，Q2为零电流开通。变压器原边电流反向，重复模式0，下半个周期开始。

4 结语