电力电子技术课件 软开关技术
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(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件
实验报告撰写与答辩
讲解实验报告的撰写要求和答辩技巧 ，提高学生的综合素质和能力。
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08
电力电子技术应用案例
2024/3/26
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新能源发电系统中电力电子技术应用
光伏发电系统
最大功率点跟踪（MPPT ）技术、逆变器并网技术 、孤岛检测与保护技术等 。
2024/3/26
风力发电系统
变桨距控制技术、变速恒 频技术、直驱式永磁风力 发电技术等。
2024/3/26
13
可控整流电路分析与应用
可控整流电路原理
可控整流电路通过控制触发角α的大小，实现对输出电压的调 节。
2024/3/26
可控整流电路应用
可控整流电路广泛应用于直流调速、电力拖动、电解、电镀 等领域。
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滤波电路原理与设计方法
滤波电路原理
滤波电路是利用电容、电感等元件对交流电的频率特性进行滤波，从而得到平 滑的直流电的电路。
高性能器件选择
选用高性能的功率器件和驱动电路，提高电路的工作频率和可靠性。例如，选用低导通电阻和低栅极电荷的 MOSFET可以降低电路的导通损耗和开关损耗；选用高耐压和高电流的IGBT可以提高电路的带负载能力等 。
系统优化与热设计
对系统进行全面的优化和热设计，确保电路在高负载、高温等恶劣环境下仍能稳定可靠地工作。例如，采用 合理的散热结构和风扇控制策略可以降低电路的工作温度；采用模块化设计可以提高电路的维修性和可扩展 性等。
2024/3/26
功率场效应晶体管（Power MOSFE…
阐述Power MOSFET和IGBT的结构、特点以及在电力电子电路中的 广泛应用。
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03
整流与滤波技术
2024/3/26
电力电子 第8章软开关技术
6
8.2 软开关电路类型三：零转换PWM电路 P188 零转换PWM电路：
电路中采用辅助开关控制谐振的开始时刻，所不同的是，谐 振电路是与主开关并联的，因此输入电压和负载电流对电 路的谐振过程的影响很小，电路在很宽的输入电压范围内 和从零负载到满载都能工作在软开关状态，而且电路中无 功功率的交换被削减到最小，这使得电路效率有了进一步 提高。
7
8.3 典型的软开关电路
8.3.1 零电压开关准谐振电路 P189
以降压型斩波电路为例分析如下：
P189
电路：增加了谐振电感Lr、谐振电容Cr和一个与开关S反并
联二极管VDS。 假设：基本电路中的电感L和电容C很大，可以等效为电流 源和电压源，并忽略线路损耗。 工作过程 ： t0之前：S导通，VD为断态，uCr=0，iLr=IL(负载电流) t0~t1时段： t0时刻非零电流关断：开关S承受的关断电压=电容Cr电压， Cr使S关断后电压上升减缓，Lr维持电流，VD不能立即导 通，等效电路如右下图，Lr+L向Cr充电(即谐振)，uCr线性 上升，同时VD两端电压uVD逐渐下降，直到t1时刻， uCr=Ui， uVD=0，VD导通，这一时段uCr的上升率为：
d iLr Ui dt Lr
10
8.3.1 零电压开关准谐振电路 P190
谐振过程是软开关电路工作过程中最重要的部分，谐振过程中的基本数量关系为： ①开关S电压uS (即谐振电容电压uCr ):
uCr ( t ) Lr I L sin r ( t t1 ) U i , Cr
r
2
8.1.1 硬开关与软开关 P185
硬开关:
①硬开关：关断时流经开关的电流不为零，开通时开关承受的电压不为零。 ②开关损耗：开关在开通和关断的过渡过程中，存在非零电压与非零电流的 重叠，二者的乘积构成“开关损耗”(包括“开通损耗”、“关断损耗”)。 硬开关的开关损耗与开关频率之间正比呈线性关系，因此当硬开关工作频 率不太高时，开关损耗占总损耗的比例并不大，但随着开关频率的提高， 开关损耗就越来越显著，故硬开关限制了变换电路工作频率的提高。 ③开关噪声：电压、电流的快速变化(即较大的dv/dt, di/dt)，波形会出现明显 的过冲振荡，产生较大的开关噪声。硬开关的开关噪声是较大的。
电力电子应用技术最新版精品课件-第六章PWM调制技术和软开关技术
➢ 本法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位 变化时，结果都要变化。
图6-3 SPWM波形
6.2.1 SPWM逆变电路的控制方法
■ 逆变电路产生SPWM波的主要方法有三种：计算法、调制法和跟踪法 ■ 调制法
工作原理
➢ 把希望输出的波形作调制信号(调制波)，通过对此信号波的调制得到所期望的 PWM波；
➢ 为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数；
➢ fr很低时，fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除； ➢ fr很高时，fc会过高，使开关器件难以承受。
6.2.1 SPWM逆变电路的控制方法
■ 异步调制和同步调制
分段同步调制——异步调制和同步调制的综合应用
➢ 把整个fr范围划分成若干个频段，每个频段内保 持N恒定，不同频段的N不同；
uUV uUN' uVN'
uVW uVN' uWN'
uWU uWN' uUN'
(6-5)
➢ 负载相电压
uUN uUN' uNN'
uVN uVN' uNN'
uWN Байду номын сангаасWN' uNN '
➢ 将上面各式相加，可得
uNN'
1 3 (uUN'
uVN'
uWN'
)
1 3 (uUN
6.2.2 SPWM逆变电路 ■ 单极性PWM控制方式工作原理(单相逆变)
➢ 在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。 ➢ 在ur的正半周，V1保持通态，V2保持断态。 • 当ur>uc时使V4导通，V3关断， uo=Ud。 • 当ur<uc时使V4关断，V3导通，uo=0。 ➢ 在ur的负半周，V1保持断态，V2保持通态。 • 当ur<uc时使V3导通，V4关断，uo=-Ud。 • 当ur>uc时使V3关断，V4导通，uo=0。
图6-3 SPWM波形
6.2.1 SPWM逆变电路的控制方法
■ 逆变电路产生SPWM波的主要方法有三种：计算法、调制法和跟踪法 ■ 调制法
工作原理
➢ 把希望输出的波形作调制信号(调制波)，通过对此信号波的调制得到所期望的 PWM波；
➢ 为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数；
➢ fr很低时，fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除； ➢ fr很高时，fc会过高，使开关器件难以承受。
6.2.1 SPWM逆变电路的控制方法
■ 异步调制和同步调制
分段同步调制——异步调制和同步调制的综合应用
➢ 把整个fr范围划分成若干个频段，每个频段内保 持N恒定，不同频段的N不同；
uUV uUN' uVN'
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(6-5)
➢ 负载相电压
uUN uUN' uNN'
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➢ 将上面各式相加，可得
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uVN'
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6.2.2 SPWM逆变电路 ■ 单极性PWM控制方式工作原理(单相逆变)
➢ 在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。 ➢ 在ur的正半周，V1保持通态，V2保持断态。 • 当ur>uc时使V4导通，V3关断， uo=Ud。 • 当ur<uc时使V4关断，V3导通，uo=0。 ➢ 在ur的负半周，V1保持断态，V2保持通态。 • 当ur<uc时使V3导通，V4关断，uo=-Ud。 • 当ur>uc时使V3关断，V4导通，uo=0。
电力电子技术高职高专第四版第6章 软开关技术
图6.2.1 以DC/DC降压变换电路为例 的零电压开通准谐 振 变换电路的工作原理
6.2.1 准谐振变换电路
1、零电压开关准谐振变换电路开关状态：
在t3 ~ t4期间，二极管D1导电使、 uT =0， iT =0 ，这时给 T施加驱动信 号，就可以使开关管 T 在零电压下开 通。 为了使 T在零电压下可靠开通，必 须选择谐振电路的参数使之满足下列 关系式：
图6.2.2 零电流关断准谐 振 DC/DC降压变换电路的 工作原理
6.2.1 准谐振变换电路
2、零电流开关准谐振变换电路 开关状态：
3） t2≤t≤t3阶段： 在此期间由于Lr、Cr谐振，iL为负值，二 极管D1导电，uT=0，若此时撤除驱动信号 ug， T可以在零电流下关断，无关断损耗。 t=t3时，ucr<ud，二极管D1截止，iT=iL=0， uT=Ud-ucr。 使T在零电流下关断的谐振电路参数关系 式：
图6.2.1 以DC/DC降压变换电路为例 的零电压开通准谐 振 变换电路的工作原理
6.2.1 准谐振变换电路
2、零电流开关准谐振变换电路
1） Cf足够大，在一个开关周期Ts中输 出负载电流IO和输出电压UO都恒定不变。 如果滤波电感Lf足够大，则Ts中If = I０恒 定不变。 2）假定t<0时，ug=0,T处于断态，D续流。 iT=iL=0， ID=If = I０ ， uT=Ud ， ucr=0， 续流二极管D截止， 3) 在t=0时T施加的驱动信号ug，把一 个开关周期Ts中的通、断过程可分为5个 开关状态，其电压、电流波形如图6.2.2 （b）~（e）所示。
6.2.1 准谐振变换电路
5、零电压多谐振开关电路开关状态：
从t=t0时刻开始，把一个开关周期Ts中的通、断过程分 为4个开关状态： １）t0≤t≤t1阶段 ２）t1≤t≤t2阶段 ３）t2≤t≤t3阶段 ４）t3≤t≤t4阶段
6.2.1 准谐振变换电路
1、零电压开关准谐振变换电路开关状态：
在t3 ~ t4期间，二极管D1导电使、 uT =0， iT =0 ，这时给 T施加驱动信 号，就可以使开关管 T 在零电压下开 通。 为了使 T在零电压下可靠开通，必 须选择谐振电路的参数使之满足下列 关系式：
图6.2.2 零电流关断准谐 振 DC/DC降压变换电路的 工作原理
6.2.1 准谐振变换电路
2、零电流开关准谐振变换电路 开关状态：
3） t2≤t≤t3阶段： 在此期间由于Lr、Cr谐振，iL为负值，二 极管D1导电，uT=0，若此时撤除驱动信号 ug， T可以在零电流下关断，无关断损耗。 t=t3时，ucr<ud，二极管D1截止，iT=iL=0， uT=Ud-ucr。 使T在零电流下关断的谐振电路参数关系 式：
图6.2.1 以DC/DC降压变换电路为例 的零电压开通准谐 振 变换电路的工作原理
6.2.1 准谐振变换电路
2、零电流开关准谐振变换电路
1） Cf足够大，在一个开关周期Ts中输 出负载电流IO和输出电压UO都恒定不变。 如果滤波电感Lf足够大，则Ts中If = I０恒 定不变。 2）假定t<0时，ug=0,T处于断态，D续流。 iT=iL=0， ID=If = I０ ， uT=Ud ， ucr=0， 续流二极管D截止， 3) 在t=0时T施加的驱动信号ug，把一 个开关周期Ts中的通、断过程可分为5个 开关状态，其电压、电流波形如图6.2.2 （b）~（e）所示。
6.2.1 准谐振变换电路
5、零电压多谐振开关电路开关状态：
从t=t0时刻开始，把一个开关周期Ts中的通、断过程分 为4个开关状态： １）t0≤t≤t1阶段 ２）t1≤t≤t2阶段 ３）t2≤t≤t3阶段 ４）t3≤t≤t4阶段
第8章软开关技术PPT课件
第21页/共31页
8.3.3 移相全桥型零电压开关PWM电路
1）移相全桥电路控制方 式的特点：
在导开通关时周间期都T略S内小，于每TS个/2，开关而 关断时间都略大于TS/2； 同一半桥中两个开关不同 时处于通态，每个开关关 断到另一个开关开通都要 经过一定的死区时间。
图 8-14 移相全桥零电压开关PWM电路
• 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率， 从而降低关断损耗。
• 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率，
降当低不了指开出通是损开耗通。或是关断，仅称零电压开关和 零电流开关。
靠电路中的谐振来实现。
第6页/共31页
8.2 软开关电路的分类
根据开关元件开通和关断时电压电流状态，分为 零电压电路和零电流电路两大类。
S4超前0~TS/2时间，而
S2 的 波 形 比 S3 超 前
0~TS/2时间，因此称S1
和 S2 为 超 前 的 桥 臂 ， 而 称 S3 和 S4 为 滞 后 的 桥 臂 。
图 8-14 移相全桥零电压开关PWM电路
S1
O
t
S2
O
S4
t
O
t
S3
O uAB
t
O
t
uLr
O
t
i Lr
O
t
uT1
O
t
uR
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8.2 软开关电路的分类
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 仅发生于开关过程前后。 零开关PWM电路可以分为：
a)零电压开关PWM电路
零电压开关PWM电路（Zero-Voltage-
8.3.3 移相全桥型零电压开关PWM电路
1）移相全桥电路控制方 式的特点：
在导开通关时周间期都T略S内小，于每TS个/2，开关而 关断时间都略大于TS/2； 同一半桥中两个开关不同 时处于通态，每个开关关 断到另一个开关开通都要 经过一定的死区时间。
图 8-14 移相全桥零电压开关PWM电路
• 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率， 从而降低关断损耗。
• 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率，
降当低不了指开出通是损开耗通。或是关断，仅称零电压开关和 零电流开关。
靠电路中的谐振来实现。
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8.2 软开关电路的分类
根据开关元件开通和关断时电压电流状态，分为 零电压电路和零电流电路两大类。
S4超前0~TS/2时间，而
S2 的 波 形 比 S3 超 前
0~TS/2时间，因此称S1
和 S2 为 超 前 的 桥 臂 ， 而 称 S3 和 S4 为 滞 后 的 桥 臂 。
图 8-14 移相全桥零电压开关PWM电路
S1
O
t
S2
O
S4
t
O
t
S3
O uAB
t
O
t
uLr
O
t
i Lr
O
t
uT1
O
t
uR
第10页/共31页
8.2 软开关电路的分类
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 仅发生于开关过程前后。 零开关PWM电路可以分为：
a)零电压开关PWM电路
零电压开关PWM电路（Zero-Voltage-
《软开关技术》 (2)幻灯片
t1~t2时段的 等效电路
t1~t2时段：t1时刻二极管VD 导通，电感L通过VD续流，Cr、 Lr、Ui形成谐振回路。t2时刻， iLr下降到零，uCr到达谐振峰 值。
t2~t3时段：t2时刻后，Cr向 Lr放电，直到t3时刻，uCr=Ui， iLr到达反向谐振峰值。
t3~t4时段：t3时刻以后，Lr
特点：
电路在很宽的输入电压范围内和从零 负载到满载都能工作在软开关状态。
电路中无功功率的交换被削减到最小，
这使得电路效率有了进一步提高。
a）零电压转换PWM电路 的基本开关单元
b）零电流转换PWM电路 的基本开关单元
图7－6 零转换PWM电路 的基本开关单元
7.3 典型的软开关电路
1〕电路构造
以降压型为例分析工作 原理。 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。
当不指出是开通或是关断，仅称零电压开关和 零电流开关。
靠电路中的谐振来实现。
7.2 软开关电路的分类
根据开关元件开通和关断时电压电流状态，分为零 电压电路和零电流电路两大类。
根据软开关技术开展的历程可以将软开关电路分成 准谐振电路、零开关PWM电路和
零转换PWM电路。
每一种软开关电路都可以用于降压型、升压型等不 同电路，可以从根本开关单元导出具体电路。
的反并联二极管VDS3导通。这种
O iLr
t
状态维持到t4时刻S3开通。因此
O
t
S3为零电压开通。
uT1
O
t
uR
O
iL
t
O
t
iVD1
图 7-17移相全桥电路在t3~t4阶段的等效电路
O iVD2
朱明zhubob-电力电子技术(第5版)【王兆安】第8章 软开关技术
8/29
授人以鱼不如授人以渔
8.2 软开关电路的分类
朱明工作室 zhubob
◆准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之 为准谐振。 ◆开关损耗和开关噪声都大大下降，也有一些负面问题 ☞谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高。 ☞谐振电流的有效值很大，电路中存在大量的无功功率 的交换，造成电路导通损耗加大。 ☞谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只 能采用脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation— PFM）方式来控制，变频的开关频率给电路设计带来困 难。
i
t t
a)
u i i 0 P 0
b)
u
u t t
0
图8-3 降压型零电压开关准谐振电路及波形 a）电路图 b）理想化波形
图8-4 软开关过程中的电压和电流
a) 关断过程 b)开通过程
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授人以鱼不如授人以渔
8.1.2 零电压开关与零电流开关
朱明工作室 zhubob
■零电压开通 ◆开关开通前其两端电压为零，则开通时不会产生损耗和 噪声。 ■零电流关断 ◆开关关断前其电流为零，则关断时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率， 从而降低关断损耗。 ■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率， 降低了开通损耗。 ■在很多情况下，不再指出开通或关断，仅称零电压开关 和零电流开关。
朱明工作室 zhubob
第8章 软开关技术
主 讲：朱 明
高级经济师、高级工程师、高级技师 高级国家职业技能考评员 高级技能专业教师
授人以鱼不如授人以渔朱明 个人主页朱明工作室朱明工作室 zhubob
• 知足常乐，历经兵农工商学。 • 历经：兵团开车，地方修车，企业管理：技术、运营、 物流、安全、保卫， • 职任：客运站长、 公司经理， 集团技术总监， 总经理 及法人代表。 (本人教学资料搜索:朱明zhubob(资料内容) • 学历：本科、MBA， • 专业：汽车维修与使用、企业管理、经济管理。 • 职业资格与职称：高级工程师、高级技师、国家经济师、 高级技能专业教师、高级国家职业资格考评员。 管理科 学研究院特约讲师、 管理顾问有限公司高级讲师。客座 任教：大学、 技师学院、国家职业资格培训与考评及企 业内部职业培训。Q号657555589
授人以鱼不如授人以渔
8.2 软开关电路的分类
朱明工作室 zhubob
◆准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之 为准谐振。 ◆开关损耗和开关噪声都大大下降，也有一些负面问题 ☞谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高。 ☞谐振电流的有效值很大，电路中存在大量的无功功率 的交换，造成电路导通损耗加大。 ☞谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只 能采用脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation— PFM）方式来控制，变频的开关频率给电路设计带来困 难。
i
t t
a)
u i i 0 P 0
b)
u
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图8-3 降压型零电压开关准谐振电路及波形 a）电路图 b）理想化波形
图8-4 软开关过程中的电压和电流
a) 关断过程 b)开通过程
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授人以鱼不如授人以渔
8.1.2 零电压开关与零电流开关
朱明工作室 zhubob
■零电压开通 ◆开关开通前其两端电压为零，则开通时不会产生损耗和 噪声。 ■零电流关断 ◆开关关断前其电流为零，则关断时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率， 从而降低关断损耗。 ■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率， 降低了开通损耗。 ■在很多情况下，不再指出开通或关断，仅称零电压开关 和零电流开关。
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第8章 软开关技术
主 讲：朱 明
高级经济师、高级工程师、高级技师 高级国家职业技能考评员 高级技能专业教师
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• 知足常乐，历经兵农工商学。 • 历经：兵团开车，地方修车，企业管理：技术、运营、 物流、安全、保卫， • 职任：客运站长、 公司经理， 集团技术总监， 总经理 及法人代表。 (本人教学资料搜索:朱明zhubob(资料内容) • 学历：本科、MBA， • 专业：汽车维修与使用、企业管理、经济管理。 • 职业资格与职称：高级工程师、高级技师、国家经济师、 高级技能专业教师、高级国家职业资格考评员。 管理科 学研究院特约讲师、 管理顾问有限公司高级讲师。客座 任教：大学、 技师学院、国家职业资格培训与考评及企 业内部职业培训。Q号657555589
软开关技术课件
8.1.1 硬开关和软开关
硬开关：
开关过程中电压和电流均不为零，出现了重叠。 电压、电流变化很快，波形出现明显得过冲，导 致开关噪声。
uu i
u
i
i
i
u
0
t0
P
P
0
t0
a）硬开关的开通过程
b）硬开关的关断过程
图8－1 硬开关的开关过程
软开关：
在原电路中增加了小电感、电容等谐振元件，在开 关过程前后引入谐振，消除电压、电流的重叠。 降低开关损耗和开关噪声。
高功率因数校正AC/DC变换器
移相全桥软开关DC/DC变换器
AC
输入电压及电 感电流、 输出 电压及电流和 主开关管漏极 电压采样电路
功率开关驱 动电路
UC3855A
功率开关驱 动电路
UC3875
输出电压及电 流、原边电感电 流和四个开关管 漏极电压采样电
路
高功率因数校正软开关AC/DC 变换主电路
Lr
D1
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Tr
Cr
CO
RO
Tr1
零电压转换PWM电路波形图
vg
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iD T0T1T2T3 T4
Is
T5T6
T0
零电压转换PWM电路一周期内各 运行模式分析
模式
1
2
3
4
5
6
7
时间段 T0 ～ T1 T1 ～ T2 T2 ～T3 T3 ～T4 T4～T5 T5 ～T6 T6 ～ T0
现代电力电子装置的发展趋势
小型化和轻量化
对效率和电磁兼容性也有更高的要求。
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从而产生了开关噪声。
关断过程 开通过程
的S工◆作开频关L率损不耗太与uSO高S开时关，频开率关之损间耗tt呈ui占线u总性损关耗系的，i比因例此ui 并当i不硬大电，路u
但Ui 随V着D 开C关R频率uViOO的SD 提高，开关损t P0耗就越来越显t 著P0。
O
t0
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t0
a)
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a)
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图8-1 硬开关降压型电路及波形
■准谐振电路 a）零电压开关准谐振电路 b）零电流开关准谐振电路 c）零电压开关多谐振电路
◆分类
? 零电压开关准谐振电路（Zero-Voltage-Switching Quasi-Resonant Converter —ZVS QRC）
? 零电流开关准谐振电路（Zero-Current-Switching
■零电压开通
◆开关开通前其两端电压为零，则开通时不会产生损耗和
噪声。
■零电流关断
◆开关关断前其电流为零，则关断时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率， 从而降低关断损耗。
■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率，
降低了开通损耗。
■在很多情况下，不再指出开通或关断，仅称零电压开关和 零电流开关。
O t0 t1 t2 t3t4t5 t6
0 t
t0
t0
t
a)
b)
a)
b)
图8-3 降压型零电压开关准谐振电路及波形
图8-4 软开关过程中的电压和电流
a）电路图 b）理想化波形
金品质?高追求
a) 关断过程
我们让你更放心！
5/b2)开9通过程
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8.1.2 零电压开关与零电流开关
◆根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路 分成准谐振电路 、零开关PWM电路和零转换
PWM电路。
金品质?高追求 我们让你更放心！ 7/29
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8.2 软开关电路的分类
Cr
Lr
L
S VD
Lr
L
S
Cr
VD
Cr1
Lr
L
S
Cr2
VD
a)
b)
பைடு நூலகம்
c)
图 8-5 准谐振电路
图8-2 硬开关过程中的电压和电流
a）电路图 b）理想化波形
a) 关断过程 b)开通过程
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8.1.1 硬开关与软开关
■软开关
◆软开关电路中增加了谐振电感Lr和谐振电容Cr，与滤 波电感L、电容C相比，Lr和Cr的值小得多，同时开关S增 加了反并联二极管VDS，而硬开关电路中不需要这个二极 管。
8.1 软开关的基本概念
8.1.1 硬开关与软开关 8.1.2 零电压开关与零电流开关
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8.1.1 硬开关与软开关
■硬开关
◆开关过程中电压、电流均不为零，出现了重叠，有显 著的开关损耗。
◆电压和电流变化的速度很快，波形出现了明显的过冲，
Quasi-Resonant Converter —ZCS QRC） 金品质?高追求 我们让你更放心！
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8.2 软开关电路的分类
◆准谐振电路中电压或电流的波形为 正弦半波，因此称之为 准谐振。
◆开关损耗和开关噪声都大大下降，也有一些负面问题 ? 谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高。 ? 谐振电流的有效值很大，电路中存在大量的无功功率的 交换，造成电路导通损耗加大。 ? 谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只能 采用脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation — PFM）方式来控制，变频的开关频率给电路设计带来困难 。
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第8章 软开关技术
8.1 软开关的基本概念
8.2 软开关电路的分类
8.3 典型的软开关电路
8.4 软开关技术新进展
本章小结
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引言
■现代电力电子装置的发展趋势是 小型化、轻量化，同时对 装置的效率和电磁兼容性也提出了更高的要求。
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8.2 软开关电路的分类
■零开关PWM电路
◆电路中引入了辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐 振仅发生于开关过程前后。
◆分类
? 零电压开关PWM电路（Zero-Voltage-Switching PWM Converter —ZVS PWM）
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8.2 软开关电路的分类
■软开关电路的分类
◆根据电路中主要的开关元件是零电压开通还是 零电流关断，可以将软开关电路分成 零电压电路 和零电流电路 两大类，个别电路中，有些开关是 零电压开通的，另一些开关是零电流关断的。
PWM控金制品方质式?a高）。零追电压求开关PWM我电路们让b）你零更电流放开关心PW！M电路10/29
? PWM
C零on电ve流rt开erS关C—r PLSrZ1 WCMSL 电PW路M（）ZSeLrro-CL urrent-Switching
◆同准谐振电Ui路相VD 比，C 这R 类电Ui路CS1r有很VD多C 明R 显的优势：电
压和电流基本上是方a波) ，只是上升沿b和) 下降沿较缓，开关
承受的电压明显降低，图电8-6路零可开关以PW采M电用路 开关频率固定的
入零甚Ui SC谐，至◆rVDLSVr D振消消降A ，除除压LC 使了开型R 开开关零u关关损电S (uC开过耗i压riL)SSOOOr 关通程，开断过程前中同关开通电时电准过程压 ，压谐先谐、振ttt降振电电u0i 到过流路u 零程的中u ，限重，关值叠在i 断了，开t 前开从关u0i电关而过i流过大程先程大前降中减u后到u小引电t 压和电流的变化u率VDO ，这使得开t关P噪声也显著减P小。
■电力电子电路的高频化 ◆可以减小滤波器、变压器的体积和重量，电力电子装置 小型化、轻量化。 ◆开关损耗增加，电路效率严重下降，电磁干扰增大。
■软开关技术 ◆降低开关损耗和开关噪声。 ◆使开关频率可以大幅度提高。 金品质?高追求 我们让你更放心！ 2/29
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