软开关功率开关管的发展

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，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生占空比丢失，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，V1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

随着电力电子技术的不断发展。软开关技术正由新兴技术不断走向成熟。研究人员不断取得新的进展。使电力系统的转换和传输中能量损耗不断降低，电磁干扰逐渐减少，噪声污染正进一步得到解决。开关电源的发展趋势是轻、小、薄和高频化。而高频化使传统的PWM开关功耗加大、效率降低、噪声增加。因此，实现零电压导通、零电流关断的软开关技术将成为开关电源产品未来的主流。