1.2 軟開關技術發展歷程及趨向

自20世紀50年代末晶閘管問世，電力電子的新時代誕生以來，信息技術的進步推動了電力電子技術的深入研究和廣泛應用。40多年間電力電子技術進步和發展的歷史進程有三大標志：電力半導體器件、高頻化和軟開關技術、電力電子系統的集成技術。

從20世紀70年代末到90年代初，高頻化和軟開關技術的開發研究，使電力電子功率變換器性能更好，重量更輕，尺寸更小。高頻化和軟開關技術是過去20年國際電力電子界研究的熱點之一，已研究開發并得到應用的各種高頻軟開關技術見表1-1。

表1-1 軟開關技術發展過程

注：①ZVS/ZCS-PWM變換技術是PWM變換技術和ZVS/ZCS準諧振變換技術的綜合。②ZVT/ZCT-PWM變換技術是另一種形式的零電壓/零電流開關技術。

20世紀90年代中期，30A/48V開關變換器采用移相全橋ZVS-PWM技術后，比用PWM技術的同類產品重量下降了40%。軟開關技術的開發和應用，提高了開關變換器的效率。20世紀末，國內生產的通信用50～100A輸出電流、移相全橋ZVZCS-PWM開關變換器模塊的效率超過93%。

對于低電壓大電流輸出的開關變換器，進一步提高其效率的措施是，在應用軟開關技術的基礎上，以電力MOS管反接作為整流用開關二極管，稱為同步整流（SynchronousRectifier, SR），代替肖特基二極管（SBD）可降低整流管壓降，從而提高電路效率。有報道稱，應用軟開關和同步整流等技術的小功率DC-DC變換器，48V/12V模塊的效率達到96%、48V/5V模塊的效率可達到92%～93%。

日本文獻報道了一臺100W輸出的軟開關（ZVS）變換器的試驗結果，用肖特基二極管的變換器效率為83%，電路損耗（包括整流器件、變壓器、開關器件、控制電路、濾波器等）為21W；而用同步整流的變換器效率為90%，電路損耗僅為11W。

目前，軟開關技術已在國內外多種開關變換器中廣泛應用。然而要想實現開關頻率為兆赫級軟開關電源的實用化，僅依賴電路拓撲的開發是很困難的，在很大程度上，還有賴于半導體開關器件性能的改善，以及封裝技術的進步等。

今天繼續研究軟開關技術及其應用仍是有現實意義的。例如，新型開關器件的出現及開關器件性能的提高，需要研究最佳軟開關變換器拓撲，深入持久地普及和推廣已開發的軟開關技術及電路拓撲，研究和開發在新的條件下應用軟開關技術的可能性及適用于軟開關技術的新領域。