DC/DC功率變換器軟開關技術及Pspice仿真
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這類變換器的特點是：諧振元件參與能量變換的某一個過程，不是全程參與。準諧振變換器分為零電流開關準諧振變換器和零電壓開關準諧振變換器。由于運行中變換器工作在諧振模式的時間只占一個開關周期中的一部分，而其余時間都是運行在非諧振模式，因此“諧振”一詞用“準諧振”代替。
零開關PWM變換器
該類變換器可分為零電壓開關PWM變換器和零電流開關PWM變換器。零開關PWM變換器技術是在PWM技術和諧振技術之間取了折中。在準諧振變換器的基礎上，加入一個輔助開關管，來控制諧振元件的諧振過程，實現恒定頻率控制，即實現PWM控制。它既可以通過諧振為主功率開關管創造零電壓或零電流開關條件，又可使電路象常規PWM電路一樣，在恒頻下通過改變占空比調制來調節輸出電壓。當開關轉化完成后，轉換器返回到普通的PWM操作模式，因此可以減小電路的能量。開關損耗以最小的導通損失為代價而得到減少。然而這種變換器也有其自身的缺點，以零電壓PWM變換器為例，它與上面提到的零電壓開關準諧振變換器有個共同的特點就是開關管和諧振電容、諧振電感的電壓和電流應力是完全一樣的，也就是說要承受很高的電壓，這對于開關管來說是一個缺陷。
零轉換PWM變換器
該類變換器分為零電壓轉換PWM變換器和零電流轉換PWM變換器。對于使用MOSFET管的高頻轉換器來說，若能實現完全零電壓轉換操作，器件的功能就能很好地發揮出來，對于功率MOSFET來說，它們的器件特性非常依賴于電壓等級。然而，零電壓開關準諧振變換器中的開關器件承受了其在PWM電路中的兩倍電應力，開通損耗將大大增加。并且，主開關大的關斷電流將增加關斷損耗。當少數載流子器件，比如IGBT或BJT用于功率開關時，更要注意以上的缺陷。因此，前面幾種變換器與常規的硬開關變換電路相比，都毫無例外地極大地增加了電路中開關管的電壓或電流應力，使電路中的導通損耗明顯增加，從而部分地抵消了開關損耗降低的優點。零轉換PWM變換器在開關上串聯一個諧振網絡，對于主控和輔助開關都可以在不增加其電壓和電流應力的情況下動作。本文引用地址：http://www.j9360.com/article/188791.htm
兩種電路的Pspice
仿真結果及比較
這里僅對兩種具有代表性的變換器電路：升壓半波模式的零電壓開關準諧振變換器和升壓零電壓轉換PWM變換器進行Pspice仿真。設定兩種電路的輸入電壓相同，以此分析比較開關管兩端的電壓應力。
升壓半波模式的零電壓開關
準諧振變換器仿真
圖1為升壓半波模式的零電壓開關準諧振變換器的電路原理圖，仿真參數如圖中所示，開關頻率為700kHz。用Pspice軟件對原理圖進行仿真，仿真結果如圖2所示。
從圖2中可以看出，當開關管關斷時，諧振電容限制了電壓的上升率，使開關管實現了零電壓關斷。諧振電容電壓下降到零，開關管的反并聯二極管導通，將開關管的電壓箝在零位，此時開關管在零電壓下導通。但同時也發現開關器件的確承受了很高的電壓應力，選擇開關器件時要加以考慮，這給實際應用帶來了安全性和可靠性的麻煩。
零電壓轉換PWM變換器仿真
圖3 為升壓零電壓PWM變換器的電路原理圖，仿真參數在圖上標明，其中Q為主開關管，Qa為輔助開關管，開關頻率為100kHz。主副開關管的驅動波形如圖4所示。
主開關管的導通和關斷都是在零電壓的條件下，輔助電路工作時間不長，只在主開關管開通工作時一段時間，因此輔助電路的損耗很小。值得注意的是，由于輔助諧振網絡與主功率開關器件并聯，因而在使主開關器件軟開關工作的同時，并沒有增加過高的電壓應力，這一點是與上面所提到的幾種變換器完全不同的。零轉換PWM變換器所具有的這些優點，使得其成為目前在工程實際應用中最有發展前途的功率變換電路拓撲之一。
結語
軟開關技術在提供低損耗和更高工作頻率上比目前的硬開關技術取得了更顯著的效果，由于軟開關轉換器的研發努力，早期的商用器件的性能有了大幅度提高，也證實了這種技術所具有的潛在能力。最明顯的是在工業和商業產品中的功率變換器，這些變換器將直流電轉換成所要求幅值可調的直流電、或者幅值和頻率都可調的單相或多相交流電。然而，現在的軟開關變換器技術應用了諧振原理，電路中存在串聯或并聯的諧振網絡，諧振網絡在電路中的存在必然會產生諧振損耗，使得控制系統變得更加復雜，這就使電路受到這種固有問題的影響，限制了軟開關變換器技術的應用。現在國內外許多人員在研究是否能實現以及如何實現無諧振網絡的軟開關變換器技術，并已取得一些進展。可以預言，無諧振網絡的軟開關變換器將是軟開關變換技術的發展趨勢。
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