7
7.2 软开关电路的分类
根据是零电压开通还是零电流关断
零电压电路 零电流电路
根据软开关技术发展的历程
准谐振电路 零开关PWM电路 零转换PWM电路
8
每一种软开关电路都可以用于降压型、升压型等不同 电路，可以从基本开关单元导出具体电路
SL
SL
L VD
VD
VD
S
L S VD
a)
b)
c)
d)
图 7-3 基本开关单元的概念 a）基本开关单元 b）降压斩波器中的基本开关单元 c）升压斩波器中的基本开关单元 d）升降压斩波器中的基本开关单元
12
3． 零转换PWM电路
采用辅助开关控制谐振的 开始时刻，谐振电路是与
分为 优点
●输入电压和负载电主流开对关电并路联的谐振过程影 零电响流小转，换电P路W在M电很路宽的输入电压范围内，从 零电零●压电负转路载换中到P无满W功载M功电都率路能的工交作换在被软削开减关到状最态小
Lr Cr S1
S VD1
O
t
iS
t O
i Lr
O
t
uVD
O
t0t1 t2 t3t4 t5t6
t t0
图7-8 零电压开关准谐振电路的理想化波形
● t0~t1时段：t0时刻之前， 开关S为通态，二极管 VD为断态，uCr=0，iLr=IL ● t0时刻S关断，与其并 联的电容Cr使S关断后电 压上升减缓，因此S的关 断损耗减小。S关断后， VD尚未导通
7.3.1 零电压开关准谐振电路 7.3.2 谐振直流环 7.3.3移相全桥型零电压开关 PWM电路 7.3.4 零电压转换 PWM电路
15
7.3.1 零电压开关准谐振电路
S
O
t
uS (uCr)
O
t
iS
t O
iLr
O
t
uVD
O
t0t1 t2 t3t4 t5t6
t t0
图7-8 零电压开关准谐振电路的理想化波形
17
S O uS (uCr)
O iS
O iLr
O uVD
O
t0t1 t2 t3t4 t5t6
t
t t
t t t0
图7-8 零电压开关准谐振电路的理想化波形
● 电电感路Lr+等L效向为Cr充图电7-9， uCr线
性上升，同时VD两端电压
uVD uVD
逐=0渐，下VD降+导，u通C直r 。到这t1一时时刻I段，L
uu i
0 P
0
i t t a)
u
i
i
0 P
0 b)
图7-1 硬开关的开关过程 a)硬开关的开通过程 b)硬开关的关断过程
u t t
3
软开关
在原开关电路中增加很小的电感、电容等 谐振元件，构成辅助换流网络，在开关过 程前后引入谐振过程，开关开通前电压降 为零，或关断前电流降为零，可消除开关 过程中中电压、电流的重叠，降低它们的 变化率，减小甚至消除损耗和开关噪声
c）零电压开关多谐振电路基本开关单元 d)谐振直流环节电路
10
准谐振
准谐振电路中电压或电 流的波形为正弦半波
优点 缺点
谐振的引入使得电路开关损耗和开关噪声下降
●谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高 ●谐振电流有效值很大，电路中存在大量无功功 率的交换，电路导通损耗加大 ●谐振周期随输入电压、负载变化而改变，电路 只能采用脉冲频率调制方式来控制
使开关关断前其
电流为零，则开关关断时也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
断后电压上升的速度，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
通后电流上升的速度，降低开通损耗
6
第7章 软开关技术
7.1 软开关的基本概念 7.2 软开关电路的分类 7.3 典型的软开关电路
本章小结
第7章 软开关技术
7.1 软开关的基本概念 7.2 软开关电路的分类 7.3 典型的软开关电路
本章小结
1
7.1 软开关的基本概念
7.1.1 硬开关与软开关 7.1.2 零电压开关与零电流开关
2
硬开关
7.1.1 硬开关与软开关
?开关过程中电压、电流均不为零， 出现重叠，导致开关损耗 ?电压和电流的变化很快，波形出现 明显的过冲，导致开关噪声
9
1． 准谐振电路
最早出现的软开关电路
分为
Lr S
Cr
零电压开关准谐振电路 零电流开关准谐振电路 零电压开关多谐振电路
Cr Lr L
S VD a）
用于逆变器的谐振直流环节
L
Cr1 Lr L
Lr
S
D V
VD
S Cr2 VD
Ui S Cr
b）
c）
d）
图 7-4 准谐电路的基本开关单元 a）零电压开关准谐振电路基本开关单元 b）零电流开关准谐振电路基本开关单元
L VD
Lr Cr S1
S VD1
L VD
a)
b)
图 7-4零转换PWM电路的基本开关单元 a）零电压转换PWM电路基本开关单元 b）零电流转换PWM电路基本开关单元
13
第7章 软开关技术
7.1 软开关的基本概念 7.2 软开关电路的分类 7.3 典型的软开关电路
本章小结
14
7.3 典型的软开关电路
uCr的上升率Cr A
Ui
d u ? I Cr
L
（7-1）
d t C 图7-9 零电压r开关准谐振电路在t0~t1时
段等效电路
18
S O uS (uCr)
O iS
O iLr
O uVD
O
t0t1 t2 t3t4 t5t6
t
t t
t t t0
图7-8 零电压开关准谐振电路的理想化波形
Cr
S Lr A L
Ui VDs VD
CR
图7-7 零电压开关准谐振电路原理图
? 假设电感L和电容C很大， 可等效为电流源和电压源， 并忽略电路中的损耗 ? 开关电路的工作过程按开 关周期重复
16
Cr
S Lr A L
Ui VDs VD
CR
图7-7 零电压开关准谐振电路原理图
SOt来自uS ( u C r)
图7-1 软开关的开关过程 a)软开关的开通过程 b)软开关的关断过程
4
7.1 软开关的基本概念
7.1.1 硬开关与软开关 7.1.2 零电压开关与零电流开关
5
7.1.2 零电压开关与零电流开关
零电压开关（零电压开通）
使开关开通前其
两端电压为零，则开关开通时就不会产生损耗和噪声
零电流开关（零电流关断）
11
2．零开关PWM电路
引入了辅助开关来控制谐 振的开始时刻，使谐振仅
分为 优点
●电压和电流基本是发方生波于开关过程前后 零电压●开开关关承PW受M的电电路压降低
零电流●电开路关可PW采M用电开路关频率固定的PWM控制
Cr S1
L
S Lr VD
Lr
L
S S1
Cr VD
a）
b）
图 7-4零电压开关PWM电路的基本开关单元 a）零电压开关PWM电路基本开关单元 b）零电流开关PWM电路基本开关单元