软开关的实质

所谓软开关，就是利用电感电流不能突变这个特性，用电感来限制开关管开通过程的电流上升速率，实现零电流开通。利用电容电压不能突变的特性，用电容来限制开关管关断过程的电压上升速率，实现零电压关断。并且利用LC谐振回路的电流与电压存在相位差的特性，用电感电流给MOS结电容放电，从而实现零电压开通。或是在管子关断之前，电流就已经过零，从而实现零电流关断。

软开关的拓扑结构非常多，每种基本的拓扑结构上都可以演变出多种的软开关拓扑。我们在这里，仅对比较常用的，适用于APFC电路的BOOST结构的软开关作一个简单介绍并作仿真。

我们先看看基本的BOOST电路存在的问题，下图是最典型的BOOST电路：

假设电感电流处于连续模式，驱动信号占空比为D。那么根据稳态时，磁芯的正向励磁伏秒积和反向励磁伏秒积相同这个关系，可以得到下式：VIN×D=(VOUT-VIN)(1-D)，那么可以知道：VOUT=VIN/(1-D)。

那么对于BOOST电路来说，最大的特点就是输出电压比输入电压高，这也就是这个拓扑叫做BOOST电路的原因。对于传统的BOOST电路，这个电路存在的问题在哪里呢?我们知道，电力电子的功率器件，并不是理想的器件。在基本的BOOST电路中：

1、当MOS管开通时，由于MOS管存在结电容，那么开通的时候，结电容COSS储存的能量几乎完全以热的方式消耗在MOS的导通过程。其损耗功率为COSSV2fS/2，fS是开关频率。V为结电容上的电压，在此处V=VOUT。(注意：结电容与静电容有些不一样，是和MOS上承受的电压相关的。)

2、当MOS管开通时，升压二极管在由正向导通向反偏截止的过程中，存在一个反向恢复过程，在这个过程中，会有很大的电流尖峰流过二极管与MOS管，从而导致功率损耗。

3、当MOS关断时，虽然有结电容作为缓冲，但因为结电容太小，关断的过程电压与电流有较多的重叠，也产生一定的关断损耗。

BOOST电路的输入端是个大电感，在稳态工作时，电流基本不变，所以，在稳态时可以用电流源来代替。而输出因为是大的滤波电容，稳态时，电容电压基本不变，故而在稳态时可以用电压源来代替输出电容。所以，我们可以在saber的环境下，得到这个电路：

就是最常见的ZVT零转换电路，先看一下原理图：

在这个原理图中，相对于基本的BOOST电路，谐振回路是并联在主回路上的。主开关管Q1，依然采用MOS，IXFH32N50，辅助开关管Q2采用IGBT，HGTG30N60b3，谐振电感L1，20uH，谐振电容C2，2nF，两个箝位二极管采用MUR460，主二极管采用MUR1560。

无源无损软开关的优点

1，只需要一个开关管，控制方便。

2，因为吸收网络是无源器件，不会受到干扰，工作可靠。

无源无损软开关的缺点

1，开关管的开通是容性开通，所以最好用双极型开关管。

2，因为有一个过程是电流流经D2,D3,D4，压降比较大，有一定的损耗。

3，效率比前面例子中的软开管略低一点。

小编结语

其实，不管是哪种仿真软件，算法从实质上来说，也都是差不多的。最终都是要按照电路的基本原理来计算。仿真的准确与否，关键是看模型的准确度，以及，为了仿真所作的简化合理性。