开关电源的波形对比

硬开关的工作特性

图3是开关管开关时的电压和电流波形。开关管不是理想器件，因此在开关管开关工作时，要产生开通损耗和关断损耗，统称为开关损耗(SwitchingLoss)。开关频率越高，总的开关损耗越大，变换器的效率就越低。开关电源损耗的存在限制了变换器开关频率的提高，从而限制了变换器的小型化和轻量化。

传统PWM变换器中的开关器件工作在硬开关状态，硬开关工作的四大缺陷妨碍了开关器件工作频率的提高,它存在如下问题:

(a)开通和关断损耗大:在开通时，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、电流波形的交叠致使器件的开通损耗和关断损耗随开关频率的提高而增加。

(b）感性关断问题:电路中难免存在感性元件（引线电感、变压器漏感等寄生电感或实体电感)、当开关器件关断时，由于通过该感性元件的di / dt很大，和 dv / dt，从而产生大的电磁千扰（Electromagnetic Interference,EMI）,而且产生的尖峰电压加在开关器件两端，易造成电压击穿。

(c）容性开通问题:当开关器件在很高的电压下开通时，储藏在开关器件结电容中的能量将全部耗散在该开关器件内，引起开关器件过热损坏。

(d）二极管反向恢复问题:二极管由导通变为截止时存在着反向恢复期，在此期间内，二极管仍处于导通状态，若立即开通与其串联的开关器件，容易造成直流电源瞬间短路，产生很大的冲击电流，轻则引起该开关器件和二极管耗急剧增加，重则致其损坏。图4给出了接感性负载时，开关电源工作在硬开关条件下的开关的开关轨迹，图中虚线为双极性晶体管的安全工作区(Safetyoperation area，SOA)，如果不改善开关管的开关条件，其开关轨迹很可能会超出安全工作区，导致开关管的损坏。

软开关技术的特性和实现策略

从前面的分析可以知道，开关电源损耗包括开通损耗和关断损耗。利用软开关技术可以减小变换器的开通损耗和关断。软开关的开通和关断波形如图5所示。