軟開(kāi)關(guān)的實(shí)質(zhì)是什么？所謂軟開(kāi)關(guān)，就是利用電感電流不能突變這個(gè)特性，用電感來(lái)限制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通過(guò)程的電流上升速率，實(shí)現(xiàn)零電流開(kāi)通。利用電容電壓不能突變的特性，用電容來(lái)限制開(kāi)關(guān)管關(guān)斷過(guò)程的電壓上升速率，實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷。并且利用LC諧振回路的電流與電壓存在相位差的特性，用電感電流給MOS結(jié)電容放電，從而實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。或是在管子關(guān)斷之前，電流就已經(jīng)過(guò)零，從而實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷。
軟開(kāi)關(guān)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常多，每種基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上都可以演變出多種的軟開(kāi)關(guān)拓?fù)洹Ｎ覀冊(cè)谶@里，僅對(duì)比較常用的，適用于APFC電路的BOOST結(jié)構(gòu)的軟開(kāi)關(guān)作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹并作仿真。
我們先看看基本的BOOST電路存在的問(wèn)題，下圖是最典型的BOOST電路：
假設(shè)電感電流處于連續(xù)模式，驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比為D。那么根據(jù)穩(wěn)態(tài)時(shí)，磁芯的正向勵(lì)磁伏秒積和反向勵(lì)磁伏秒積相同這個(gè)關(guān)系，可以得到下式：
VIN×D=(VOUT-VIN)(1-D)，那么可以知道：VOUT=VIN/(1-D)。
那么對(duì)于BOOST電路來(lái)說(shuō)，最大的特點(diǎn)就是輸出電壓比輸入電壓高，這也就是這個(gè)拓?fù)浣凶鯞OOST電路的原因。另外，BOOST電路也有另外一個(gè)名稱：up converter，此乃題外話，暫且按下不表。
對(duì)于傳統(tǒng)的BOOST電路，這個(gè)電路存在的問(wèn)題在哪里呢？我們知道，電力電子的功率器件，并不是理想的器件。在基本的BOOST電路中：
1、當(dāng)MOS管開(kāi)通時(shí)，由于MOS管存在結(jié)電容，那么開(kāi)通的時(shí)候，結(jié)電容COSS儲(chǔ)存的能量幾乎完全以熱的方式消耗在MOS的導(dǎo)通過(guò)程。其損耗功率為COSSV2fS/2，fS是開(kāi)關(guān)頻率。V為結(jié)電容上的電壓，在此處V=VOUT。(注意：結(jié)電容與靜電容有些不一樣，是和MOS上承受的電壓相關(guān)的。)
2、當(dāng)MOS管開(kāi)通時(shí)，升壓二極管在由正向?qū)ㄏ蚍雌刂沟倪^(guò)程中，存在一個(gè)反向恢復(fù)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)有很大的電流尖峰流過(guò)二極管與MOS管，從而導(dǎo)致功率損耗。
3、當(dāng)MOS關(guān)斷時(shí)，雖然有結(jié)電容作為緩沖，但因?yàn)榻Y(jié)電容太小，關(guān)斷的過(guò)程電壓與電流有較多的重疊，也產(chǎn)生一定的關(guān)斷損耗。
