1.2 软开关技术发展历程及趋向

自20世纪50年代末晶闸管问世，电力电子的新时代诞生以来，信息技术的进步推动了电力电子技术的深入研究和广泛应用。40多年间电力电子技术进步和发展的历史进程有三大标志：电力半导体器件、高频化和软开关技术、电力电子系统的集成技术。

从20世纪70年代末到90年代初，高频化和软开关技术的开发研究，使电力电子功率变换器性能更好，重量更轻，尺寸更小。高频化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究的热点之一，已研究开发并得到应用的各种高频软开关技术见表1-1。

表1-1 软开关技术发展过程

注：①ZVS/ZCS-PWM变换技术是PWM变换技术和ZVS/ZCS准谐振变换技术的综合。②ZVT/ZCT-PWM变换技术是另一种形式的零电压/零电流开关技术。

20世纪90年代中期，30A/48V开关变换器采用移相全桥ZVS-PWM技术后，比用PWM技术的同类产品重量下降了40%。软开关技术的开发和应用，提高了开关变换器的效率。20世纪末，国内生产的通信用50～100A输出电流、移相全桥ZVZCS-PWM开关变换器模块的效率超过93%。

对于低电压大电流输出的开关变换器，进一步提高其效率的措施是，在应用软开关技术的基础上，以电力MOS管反接作为整流用开关二极管，称为同步整流（SynchronousRectifier, SR），代替肖特基二极管（SBD）可降低整流管压降，从而提高电路效率。有报道称，应用软开关和同步整流等技术的小功率DC-DC变换器，48V/12V模块的效率达到96%、48V/5V模块的效率可达到92%～93%。

日本文献报道了一台100W输出的软开关（ZVS）变换器的试验结果，用肖特基二极管的变换器效率为83%，电路损耗（包括整流器件、变压器、开关器件、控制电路、滤波器等）为21W；而用同步整流的变换器效率为90%，电路损耗仅为11W。

目前，软开关技术已在国内外多种开关变换器中广泛应用。然而要想实现开关频率为兆赫级软开关电源的实用化，仅依赖电路拓扑的开发是很困难的，在很大程度上，还有赖于半导体开关器件性能的改善，以及封装技术的进步等。

今天继续研究软开关技术及其应用仍是有现实意义的。例如，新型开关器件的出现及开关器件性能的提高，需要研究最佳软开关变换器拓扑，深入持久地普及和推广已开发的软开关技术及电路拓扑，研究和开发在新的条件下应用软开关技术的可能性及适用于软开关技术的新领域。