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一种新型PWM软开关整流器的仿真
陶礼学;姚钢;陈陈
【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》
【年(卷),期】2006(18)6
【摘要】软开关脉宽调制PWM整流器是一种性能优良的转换电路,它克服了一般变换电路中功率开关器件承受较大的电压应力和较高通态损耗的缺点.文中提出了一种使用绝缘栅双极晶体管IGBT的软开关功率变换电路,为主开关提供了零电流开关ZCS的条件,谐振电路开关也能通过零电压开关ZVS或者零电流开关ZCS实现转换;提出的电路具有损耗小,转换效率高(96%),死区时间(4μs)短的优点.因此可以采用频率更高的脉宽调制PWM脉冲,能基本上消除电网侧电流的低次谐波,减少电流波形的畸变率;阐明了电路的工作过程及分析总结了其特性,并使用
PSCAD/EMTDC进行了仿真,仿真结论证明了其工作原理.
【总页数】6页(P64-69)
【作者】陶礼学;姚钢;陈陈
【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海,200030;江苏省电力设计院,南京,210024;上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海,200030;上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.一种ZCT PWM全软开关变换器的仿真研究 [J], 施博文
2.一种新型双闭环三相PWM整流器的仿真研究 [J], 雷美艳;欧阳昌华;朱俊杰
3.一种新型的双闭环三相PWM整流器仿真分析 [J], 雷美艳;欧阳昌华;朱俊杰
4.一种新型三电平PWM整流器的仿真研究 [J], 尹忠刚;钟彦儒;刘静;孙向东
5.一种新型单相高频PWM整流器仿真研究 [J], 文元美;戴青云
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一种新型软开关PFC电路分析引言：电力因数校正（Power Factor Correction，PFC）是一种重要的电力电子技术，用于提高电源的效率和减少对电网的干扰。
传统的PFC电路通常使用硬开关技术，但随着功率电子器件技术的不断发展，软开关技术被广泛应用于PFC电路中。
本文将分析一种新型软开关PFC电路。
一、PFC电路的结构二、工作原理1.输入滤波器：用于滤除输入电源中的高频噪声和谐波，提供稳定的输入电流。
2.整流桥：将交流输入电压转换为直流电压。
3.功率因数校正控制电路：根据输出电压的反馈信号调整开关管的导通时间，实现功率因数的校正。
4.高频变压器：实现功率转换和隔离电源的功能。
通过调节变压器的磁耦合比，实现输入电流的采样。
5.输出电路：将变压器输出的电压进行整流滤波后，供给负载。
三、软开关技术传统PFC电路中的开关器件工作在硬开关状态，存在开关损耗、电磁干扰和电磁噪声等问题，影响了系统的效率和可靠性。
而软开关技术通过将开关管工作在软开关状态，可以有效降低开关损耗，减少干扰和噪声。
在新型软开关PFC电路中，采用了零电压开关（Zero Voltage Switching，ZVS）技术。
当输入电流降至零时，利用变压器的磁耦合能量将开关管中的电流导通，从而避免了开关管在高电压状态下的闭合，减少了开关损耗。
当电流达到顶点时，通过调整变压器的磁耦合比，将开关管导通时间调整至最佳状态，提高了系统的效率。
同时，软开关技术还可以降低电磁干扰和噪声。
由于开关管工作在低电压和低电流状态下，减少了电流和电压的上升和下降速度，减少了电感和电容的振荡，从而降低了系统的电磁辐射。
四、优点和应用新型软开关PFC电路相比传统硬开关PFC电路具有以下优点：1.高效率：软开关技术有效降低了开关损耗，提高了系统的效率。
2.低干扰：软开关技术减少了电磁干扰和噪声，提高了系统的可靠性和抗干扰能力。
3.小型化：软开关技术可以减少开关管的体积和重量，适用于小型化电源系统。
基于MATLAB的软开关PWM-ZCS变换器设计与仿真摘要：本文介绍了PWM控制的软开关PWM-ZCS零电流串联谐振变换器的工作原理,计算了谐振电感值和谐振电容值,并应用MATLAB/SIMULINK对其仿真。
仿真和试验结果验证了本文结论的正确性关键词：MATLAB；PWM-ZCS ；软开关引言目前在大功率、高频电源中软开关PWM技术、谐振开关变换技术的应用已经十分成熟，它应用谐振的原理，使开关器件中的电流(或电压)按正弦或准正弦规律变化采用软开关技术，其实质就是在主开关上增加电感和电容等储能元件构成谐振电路.当变换器主开关进行换流时产生谐振，迫使主开关上的电压或电流变为零，从而为主开关提供一个零电压或零电流的开关环境[1]。
其技术的核心在于电感和电容的选择计算，选择参数后，利用MATLAB软件进行仿真，验证计算结果的正确性。
MATLAB中有一个附加组件动态仿真工具SIMULINK，这是一个系统级的建模与动态仿真工作平台。
SIMULINK是用模块组合的方法来使用户能够快速、准确地创建动态系统的模型的，特别对于复杂的非线性系统，它的效果更为明显[2]。
另外，Simulink还提供一套图形动画的处理方法，使用户可以方便地观察到仿真的整个过程，可以直观的验证设计结果。
本文将介绍PWM零电流串联谐振变换器的设计及利用MATLAB的动态仿真工具SIMULINK对其仿真，验证设计结果。
1. ZCS串联谐振变换器原理在PWM开关电路中串入电感与电容的谐振电路，使得流经开关的电流波形为正弦波形的一部分，这种变换器称为串联谐振变换器。
若令开关在零电流时通断，这就是软开关零电流串联谐振变换器。
变换器由四个开关S1~S4，一串联电容和一串联电感组成，每一开关均由一半导体器件IGBT和一反并联二极管来实现的。
它的基本原理图如图1所示：3.仿真验证在MATLAB中使用SIMULINK动态仿真工具的系统工具箱，选择电力电子仿真模块建立仿真模型如图4所示，主要模块的参数设置如下：电源部分：采用220V的三相正弦交流电经二极管整流桥整流后供电，二极管整流桥直接使用电力系统工具箱中的模块，参数默认。
一种无辅助开关的DC-DC变换器软开关建模与仿真杨儒龙;刘述喜;李科娜【摘要】为了实现DC-DC变换器的软开关,通常需要增加额外的辅助开关.若通过在辅助电路中产生和保持循环电流,可使得DC-DC变换器拓扑能够在固定频率下实现开关管的软开关条件.基于这种软开关方法,文中推导了-种无辅助开关的DC-DC变换器Buck工作模式,对这种模式下的开关状态、工作波形进行了详细分析.最后,采用pspice进行了仿真,仿真结果表明该变换器在Buck模式下可以实现零电压开关(ZVS),从而验证了理论分析的正确性.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2018(035)009【总页数】3页(P26-28)【关键词】DC-DC转换器;软开关;ZVS;pspice【作者】杨儒龙;刘述喜;李科娜【作者单位】重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆400054;重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆400054;重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆400054【正文语种】中文随着科技和生产的发展，双向DC－DC变换器被更多的应用于工业领域。
常用的半桥双向DC－DC变换器一般有两个开关管，在电流连续的模式下，这两个开关管将处于硬开关状态，具有较大的开关应力，使得电路在高频运作情况下产生较大的开关损耗。
传统的零电压转换（ZVT）方法和零电流转换方法是应用于半桥双向DC－DC 转换器的有效的软开关技术［1－4］。
但是，由于换相问题的存在，对于双向ZVT拓扑至少需要两个辅助开关。
同时，辅助开关的控制时序与主开关不同，这会增加双向转换器的控制复杂度［5－6］。
为了减小控制复杂度，有些学者增加耦合电感和二极管来实现软开关，但是增加的辅助二极管会带来额外的损耗，使得电路在重载运行下效率很低。
也有学者通过增加LC串联谐振电路来实现软开关［7－8］，这种拓扑不需要增加额外的开关管，损耗也相应的较少。
本文所研究的双向DC－DC拓扑结构，只使用一个谐振电感和两个电容就可实现软开关的作用。
Boost ZVS软开关电路实验电路原理及实验线路准谐振零电压软开关电路的基本思想是：谐振电容Cr基本上是与开关管Q1并联的，在开关管导通时，谐振电容Cr上的电压为零；当开关管关断时，Cr限制开关管上电压的上升率，从而实现开关管的零电压关断；当开关管导通时；Lr和Cr谐振工作使Cr上的电压回到零，从而实现开关管的零电压开通。
其工作原理如图3-69所示：图3-69工作原理及波形图在一个开关周期T r中，该变换器有四种开关状态。
在分析之前，作出如下假设：①所有开关管、二极管均为理想器件；②所有电感、电容和变压器均为理想元件；、③L f>>L r；④L f足够大，在一个开关周期中，其电流基本保持不变，为I i，这样L f和输入电压V in可以看成一个电流为I i的恒流源；⑤C f足够大，在一个开关周期中，其电压基本保持不变，为Vo，这样C f和负载电阻可以看成一个电压为Vo的恒压源。
这里给出以下物理量的定义：①特征阻抗②谐振角频率③谐振频率④谐振周期1．电容充电阶段[t0,t1]在t0时刻之前，开关管Q1导通，输入电流I i经过Q1续流，谐振电容Cr，上的电压为O。
D1处于关断状态，谐振电感Lr的电流为零。
在t0时刻，关断Q1，输入电流I i从Q1中转移到Cr中，给Cr充电，电压从O开始线性上升，由于Cr的电压是慢慢开始上升的，那么Q l就是零电压关断。
在此开关模态中，Cr的电压为：在t1时刻,Vcr上升到输出电压Vo，开关模态1结束，它的持续时间为：2．谐振阶段[t1,t2]从t1时刻起，D1开始导通，Lr与C r谐振工作，谐振电感电流i Lr从O开始增加，i Lr和Vcr的表达式为：经过T r/2，到达t1a时刻，i Lr等于I i，此时Vcr到达最大值Vcrmax。
V crmax=Vo+I i Z r从t1a时刻开始，i Lr大于I i，此时Cr开始放电，其电压开始下降。
在t1b时刻，V Cr减小到O，并且开始变为负电压；在t2时刻，V Cr从负电压上升到O，此时开通Q l，则Q1为零电压开通。
电力电子技术ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＶｏｌ．４２，Ｎｏ．１Ｊａｎｕａｒｙ，２００８第４２卷第１期２００８年１月定稿日期：２００７－０８－０９作者简介：赵冉（１９８２－），男，河南开封人，硕士研究生，研究方向为电力电子技术及其应用。
１引言开关电源的小型化和高功率因数是近年来研究的热点。
提高开关频率是减小电源体积的主要途径，但是开关频率的增加也带来了更大的开关损耗和严重的电磁干扰，因而各类软开关技术便应运而生。
传统软开关技术又称有源软开关技术，即在原有电路上附加有源器件（如开关），利用辅助开关器件实现主开关管的软开关运行［１－２］。
然而，近几年的研究显示，无源软开关技术是无源软开关技术的更好的替代［３－５］。
由于它无需附加开关管及相关控制电路，所以造价低、可靠性高、控制简单，相对于有源软开关技术，其应用前景更为广阔。
为实现不增加辅助开关器件条件下的软开关模式，提高电路效率，简化电路控制，提出一种新型无源软开关ＢｏｏｓｔＰＦＣ电路。
在详细分析电路工作原理的基础上，给出了软开关的实现条件和参数设计方法，并通过仿真和实验验证了电路结构的正确性和合理性。
２软开关功率因数校正原理图１示出新型无源软开关ＢｏｏｓｔＰＦＣ电路。
缓冲器并通过快恢复二极管ＶＤ２，ＶＤ３及时将能量回馈给主电路，提高工作效率。
图２示出图１电路在一个工作周期Ｔｓ的８种运行模态。
设ｅｒ＝ｕａｃ。
（１）模式１［ｔ０，ｔ１］在ｔ０时刻，ＶＳ关断，主二极管ＶＤ１（快恢复二极管）导通。
输入电流ｉｉ通过Ｌｉ和ＶＤ１流向Ｌｒ，见图２ａ。
（２）模式２［ｔ１，ｔ２］在ｔ１时刻，ＶＳ开始导通。
由于流过开关的ｉｉ上升斜率ｄｉ／ｄｔ受Ｌｒ的限制，所以ＶＳ实现近似零电流导通，且Ｃｒ被箝位在Ｕｏ，见图２ｂ。
（３）模式３［ｔ２，ｔ３］在ｔ２时刻，ＶＤ１关断。
电流在输出滤波先容Ｃ和负载Ｒｏ间环流。
Ｃｒ通过ＶＳ释放能量，见图２ｃ。
（４）模式４［ｔ３，ｔ４］在ｔ３时刻，Ｃｒ两端的电压ｕＣｒ变为ｅｒ，Ｌｒ上电流ｉＬｒ线性减少，并在ｔ４时刻下降为新型无源软开关ＢｏｏｓｔＰＦＣ电路研究赵冉，潘建，惠晶（江南大学，江苏无锡２１４１２２）摘要：提出一种无源软开关ＢｏｏｓｔＰＦＣ电路及其实现方法。
重庆大学本科学生毕业设计（论文）Buck电路的软开关设计和仿真摘要在当今节能型社会中，如何提高电源的效率成为电源技术研究的重点。
早期的开关电源均采用硬开关技术，在开通或关断过程中伴随着较大的损耗，并且开关频率越高，开关损耗就越大。
而高频化是减小开关电源体积的重要途径，但是硬开关电源中高频化必然带来电源效率的降低，因此硬开关电源不能适应高频化的发展趋势。
这样采用软开关技术的电源应运而生，它是解决高频化和提高电源效率二者矛盾的有效手段。
本文对采用N沟道增强型MOSFET作开关器件的Buck电路进行了软开关的设计和仿真。
用到的方案是准谐振充放电模式，使MOSFET漏源极两端的电压能在栅极触发脉冲到来前变为零，使开关管能进行零电压开通。
这样就能有效地实现Buck电路的软开关，提高电路的效率。
最后利用Saber仿真软件，对设计的软开关控制策略进行了仿真验证，结果与预期相符合。
在得到此方案的顺利运行后，考虑到输出支路电感电流存在反向的问题，使得输出电流纹波较大，又运用叠加原理的思路，设计了另一方案，从而有效地避免了输出电流反向的问题。
关键词：降压变换器，软开关，Saber仿真ABSTRACTIn today's energy-saving type society, how to improve the efficiency of power supply becomes an important aspect of power technology research. In early power supply research times hard switching technology was adopted. The switching-on or switching-off process accompanied with great loss, and the higher switching the frequency is, the greater the switching loss is. The high operating frequency is an important way to reduce the volume, so the hard switching technology doesn't suit it. Then the soft switching technology appears. It is a good method to solve the high operating frequency and improving the efficiency problem.This article presents a soft switching method of the Buck converter which uses the N channel enhancement type MOSFET as the switch and the simulation. The design is quasi resonant charging and discharging mode which makes the D-S voltage become zero before the gate trigger pulse come, so the MOSFET can operate in a zero voltage turn-on mode. In this way, it can effectively realize the soft switching of Buck converter and improve the efficiency of the circuit. Finally I use the saber software to do the simulation and receive the expected result. After that, considering the reverse slip output inductor current problem which makes the output current ripple large, I present another method which can avoid the problem.Key words：Buck converter, soft switching, saber simulation目录摘要 (I)ABSTRACT.................................................. I I 1 绪论. (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究的目的及意义 (1)1.3 研究的主要内容 (2)2 Buck电路软开关电路设计及原理分析 (3)2.1 Buck电路软开关设计方案 (3)2.2 原理分析 (5)2.3 参数计算与设置 (9)3 Saber仿真验证 (10)3.1 Saber仿真软件的组成 (10)3.2 Saber仿真软件的特征 (10)3.3 Saber的分析功能 ................................................................................ 错误!未定义书签。
软开关基本理论的研究软开关是一种电力电子器件，用于控制交流电源的输出。
它的主要作用是将交流电源的电压和电流进行控制，以满足不同负载需求。
软开关相对于传统的硬开关具有很多优点，例如：较低的开关损耗、逆变器效率的提高、减少电磁干扰等。
因此，软开关被广泛应用于电力电子设备中。
软开关的基本原理是利用电容和电感两个元器件构成的谐振电路，并将交流源引入谐振电路中进行加工，从而实现软开关的过程。
当电流经过MOSFET的通道时，在MOSFET的导通状态下，电容和电感被带入一个交流谐振状态。
此时，电流的振幅会随着时间的推移而发生变化，但是MOSFET内部的压降保持不变。
当MOSFET控制被关闭时，电容和电感之间的能量仍然保持着交换，但是电流的振幅开始下降，直到降至零点时，软开关的过程才算完成。
软开关的优点之一是降低了开关损耗。
由于软开关过程中电路被一定电压和电流重复开闭，内部损耗直接低于传统硬开关，从而可以减少能量的消耗和浪费。
另外，软开关也可以提高逆变器效率。
相比于硬开关，软开关可以更快更精确地控制电源的输出，从而避免逆变器的失效和功率损耗。
此外，软开关还可以减少电磁干扰。
由于软开关的过程基于谐振电路，所产生的噪音和干扰比硬开关更小，能够有效减少频率干扰和电压波动。
然而，软开关也有一些局限性。
一方面，软开关的设计具有一定难度，需要考虑到谐振电路的参数和特性，以及MOSFET和变压器的品质等因素。
另一方面，软开关存在一定的器件限制，例如器件的寿命、压降、温度限制等等，这些都可能导致软开关的使用寿命和性能受到影响。
因此，在实际应用中，需要综合考虑多种因素，才能有效地利用软开关技术，达到最佳效果。
总的来说，软开关技术是电力电子领域中的一项重要进展，具有广泛的应用前景。
它不仅可以提高电子设备的使用效率，减少浪费和损耗，而且还可以增强设备的稳定性和可靠性。
未来，我们可以期待看到更多新型软开关的涌现，以及对软开关应用的深入研究和探索。
学号：0121011350435能力拓展训练题目软开关电路研究与仿真学院自动化学院专业电气工程及其自动化班级电气1004班姓名张珊指导教师2013年7月2日能力拓展训练任务书学生姓名：张珊专业班级：电气1004班指导教师：工作单位：武汉理工大学题目:软开关电路研究与仿真初始条件：几种典型的软开关电路为：零电压开关准谐振电路，谐振直流环电路，移相全桥零电压开关电路等。
要求完成的主要任务:1. 分析软开关和硬开关。
2.分析常见软开关电路的拓扑结构及特点。
3. 选择一种或几种典型软开关电路，设计仿真模型及参数，分析仿真输出波形。
4. 拓展训练说明书不少于5000字，参考文献不少于5篇，画出电路图，仿真模型，给出仿真波形并分析。
拓展训练说明书应严格按统一格式打印，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现象。
时间安排：2013.7.3 －2013.7.4 收集拓展训练相关资料2013.7.5 －2013.7.7 系统设计及仿真2013.7.8 －2013.7.9 撰写论文及答辩指导教师签名：2013 年 7 月 2 日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要软开关技术是近年来电力电子领域的研究热点,采用该技术可以降低开关损耗,减小电干扰,进而提高开关频率,从而使得开关电源向体积小、重量轻、能量密度高的方向发展。
本文对软开关的电路结构及特点进行介绍，主要对典型的软开关电路进行分析，了解工作过程，并且对降压型的零电压开关准谐振电路的工作原理进行研究,采用matlab仿真软件进行仿真得到对应的相关波形,从得验证软开关技术在实际电路中的有效性。
关键字：软开关准谐振matlab1软开关的基本概念1.1硬开关概念在电路中，开关开通和关断过程中的电压电流均不为零，出现了重叠，因此有显著地开关损耗，并且电压电流变化很快，波形出现了明显的过冲，导致开关噪音，这样的开关过程成为硬开关，主要的开关过程为硬开关的电路成为硬开关电路。
它的开关过程如图1.1所示。
a)硬开关的开通过程 b）硬开关的关断过程图1.1硬开关的开关过程总结起来硬开关具有以下缺点：1）开关损耗大。
开通时，开关器件的电流上升和电压下降同时进行；关断时，电压上升和电流下降同时进行。
电压、电流波形的交叠产生了开关损耗，该损耗随开关频率的提高而急速增加。
2）感性关断电尖峰大。
当器件关断时，电路的感性元件感应出尖峰电压，开关频率愈高，关断愈快，该感应电压愈高。
此电压加在开关器件两端，易造成器件击穿。
3）容性开通电流尖峰大。
当开关器件在很高的电压下开通时，储存在开关器件结电容中的能量将以电流形式全部耗散在该器件内。
频率愈高，开通电流尖峰愈大，从而引起器件过热损坏。
另外，二极管由导通变为截止时存在反向恢复期，开关管在此期间内的开通动作，易产生很大的冲击电流。
频率愈高，该冲击电流愈大，对器件的安全运行造成危害。
4）电磁干扰严重。
随着频率提高，电路中的di/dt和dv/dt增大，从而导致电磁干扰（EMI）增大，影响整流器和周围电子设备的工作。
开关损耗和开关频率之间呈线性关系，因此当开关频率并不高时，开关损耗占损耗的比例并不大，但随着开关频率的提高，开关损耗就越来越显著，这时必须采用软开关技术来降低开关损耗。
1.2软开关概念软开关是电器回路中用于连通和切断负载的一种方式和装置，这种方式系指负载的切断和接通不是瞬间突然地完成，而是逐渐地由小到大完成接通过程，逐渐地由大到小完成切断过程。
软开关硬开关电路中加入了小电感、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，因此降低开关损耗和开关噪音。
和硬开关工作不同，理想的软关断过程是电流先降到零，电压在缓慢上升到断态值，所以关断损耗近似为零。
由于器件关断前电流已下降到零，解决了感性关断问题。
理想的软开通过程是电压先降到零，电流在缓慢上升到通态值，所以开通损耗近似为零，器件结电容的电压亦为零，解决了容性开通问题。
同时，开通时，二极管反向恢复过程已经结束，因此二极管方向恢复问题不存在。
软开关的开关过程如图1.2所示。
a)软开关的开通过程 b）软开关的关断过程图1.2 软开关的开关过程相对硬开关，软开关提高了开关频率，降低甚至是消除了开关损耗，因此其工作条件更好。
软开关分为零电压开关和零电流开关。
使开关开通前其两端电压为零，则开关开通时就不会产生损耗和噪音，这种开通方式为零电压开通；使开关关断前其电流为零，则开关关断时就不会产生损耗和噪音，这种关断方式为零电流开通。
与开关并联的电容能使开关关断后电压上升延缓，从而降低关断损耗，有时称这种关断过程为零电压关断；与开关相串联的电感能使开关开通后电流上升延缓，降低了开通损耗，有时称之为零电流开通。
是要靠电路中的谐振来实现。
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。
1）准谐振电路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。
为最早出现的软开关电路，可以分为：a)零电压开关准谐振电路（ZVS QRC）b)零电流开关准谐振电路（ZCS QRC）；c)零电压开关多谐振电路（ZVS MRC）；用于逆变器的谐振直流环节图2.1 对应的准谐振电路基本单元特点：1）谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；2）谐振电流有效值很大，电路中存在大量无功功率的交换，电路导通损耗加大；3）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。
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（Zero-Voltage-Switching PWM Converter—ZVS PWM）；b)零电流开关PWM电路（Zero-Current-Switching PWM Converter—ZCS PWM）。
两电路的基本单元接线如下图所示图2.2 对应的零开关PWM电路基本单元特点：电压和电流基本上是方波，只是上升沿和下降沿较缓，开关承受的电压明显降低；电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式。
3）零转换PWM电路采用辅助开关控制谐振的开始时刻，但谐振电路是与主开关并联的。
零转换PWM电路可以分为：a)零电压转换PWM电路（Zero-Voltage-Transition PWM Converter—ZVT PWM）；b)零电流转换PWM电路（Zero-Current Transition PWM Converter—ZVT PWM）。
两电路的基本单元接线如下图所示：图2.3 零转换PWM电路的基本单元特点：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。
3典型的软开关电路3.1零电压开关准谐振电路3.1.1 原理分析零电压开关准谐振电路是一种结构较为简单的软开关电路，容易分析和理解。
以降压型电路为例，分析其工作原理，电路原理如图3.1所示，电路工作时理想化的波形如图3.2所示，在分析过程中假设电感和电容很大，可以等效为电流源和电压源，并忽略电路中的损耗。
图3.1 零电压开关准谐振电路原理图图3.2零电压开关准谐振电路理想化波形工作原理：t0~t1时段：t0时刻之前，开关S为通态，二极管VD为断态，u Cr=0， i Lr=I L; t0时刻, S关断，与其并联的电容C r使S关断后电压上升减缓，因此S 的关断损耗减小。
S关断后，VD尚未导通，电感L r+L向C r充电，由于L很大，可以等效为电流源。
u Cr线性上升，同时VD两端电压u VD逐渐下降，直到t1时刻，u VD=0，VD导通。
这一时段u Cr的上升率：d u Crd t =I LC r。
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。
谐振过程中，L r对C r充电，u Cr不断上升，i Lr不断下降，直到t2时刻，i Lr下降到零，u Cr达到谐振峰值。
t2~t3时段：t2时刻后，C r向L r放电，i Lr改变方向，u Cr不断下降，直到t3时刻，u Cr=U i，这时L r两端电压为零，i Lr达到反向谐振峰值。
t3~t4时段：t3时刻以后，L r对C r反向充电，u Cr继续下降，直到t4时刻u Cr=0。
t1到t4时段电路谐振过程的方程为：{L rd iLrd t+U Cr=U i C rd uCrd t=i LrU Cr|t=t1=U i,i Lr|t=t1=I L,t∈[t1,t4]t4~t5时段：VD S导通，U Cr被箝位于零，L r两端电压为U i，i Lr线性衰减，直到t5时刻，i Lr=0。
由于这一时段S两端电压为零，所以必须在这一时段使开关S开通，才不会产生开通损耗。
t5~t6时段：S为通态，i Lr线性上升，直到t6时刻，i Lr=I L，VD关断。
t4到t6时段电流i Lr的变化率为：d i Lrd t =U iL rt6~t0时段：S为通态，VD为断态。
3.1.2谐振过程定量分析求解式（7-2）可得U Cr（即开关S的电压U S）的表达式：U Cr(t)=√L rC r I L sinωr(t−t1)+U i,ωr=L Ct=[t1,t4]U Cr的谐振峰值表达式（即开关S承受的峰值电压）：U P=√L rC rI L+U i,零电压开关准谐振电路实现软开关的条件：√L rC rI L≥U i缺点：谐振电压峰值将高于输入电压U i的2倍，增加了对开关器件耐压的要求。
这增加了电路的成本，降低了可靠性，时零电压开关准谐振电路的一大缺点。
3.2 谐振直流环谐振直流环电路应用于交流-直流-交流变换电路的中间直流环节（DC-Link）。
通过在直流环节中引入谐振，使电路中的整流或逆变环节工作在软开关的条件下。
原理图如图3.5所示，它用一个辅助开关S就可以使逆变桥中所有的开关工作在零电压开通的条件下。
由于电压型逆变器的负载通常为感性，而且在谐振过程中逆变电路的开关状态是不变的，所以在分析时可将电路等效为图3.6，由于同谐振过程相比，感性负载的电流变化非常缓慢，因此可以将负载电流是常量，而且忽略电路中的损耗。
其理想化波形如图3.7所示。
图 3.5 谐振直流环电路原理图由图3.6分析电路的工作过程t0~t1时段：t0时刻之前，电感L r的电流i Lr大于负载电流I L，开关S处于通态；t0时刻S关断，电路中发生谐振。
因为i Lr>I L,因此i Lr对C r充电，U Cr不断升高，直到t1时刻，U Cr=U i。
