电力电子器件的发展是主要推动力从早期的不可控器件(PN结整流管、肖特基势垒二极管等)、半控型器件(晶闸管和其派生器件等)到现在的全控型器件(GTO、GTR、MOSFET、IGBT等),电力电子技术正是随着这些电力电子器件的发明而诞生和发展的。这些新的器件的问世,使得电力电子变换电路及其控制系统不断的革新。比如脉宽调制(PWM)电路、零电流零电压软开关谐振电路和高频斩波电路等等,都已经成为电力电子技术重要的组成部分[2]。在DC/DC变换器中使用最多的电力电子器件就是MOSFET和IGBT。尤其是MOSFET,由于其可以在更高的频率下运行,所以在中小功率等级下使用非常广泛。一方面,由于MOSFET的制造工艺的不断改进,使得MOSFET的导通阻抗、开通关断时间等参数不断地被优化,例如现在流行的CoolMos等。这些新型MOSFET的出现更加有利于开关频率的提高,从而更大程度地减小了无源元件的体积和重量,提高了DC/DC变换器的效率和功率密度;另一方面,新材料的出现,比如使用SiC材料制造的FET,大大的减小了体二极管的反向恢复时间和损耗、增加了FET漏源极的耐压值等等,这些也将会给电力电子领域带来大的飞跃。1.1.2软开关技术概述DC/DC变换器一般采用PWM控制方式,开关管在一个周期内开通和关断,对输入电压进行斩波。在开关变换器提出的初期使用的是硬开关方式,如今大部分DC/DC变换器均采用软开关技术,下面对这两种方式原理和优缺点进行阐述。哈尔滨工业大学硕士学位论文-2-(1)硬开关功率开关并不是理想开关,在开通和关断时都有一定的过渡时间,这个时间通常在几十纳秒至几百纳秒。同时,由于变换器电路不可避免地存在着感性和容性元件以及杂散电感,开关漏源极电压和其导通电流的变化也需要过渡时间(对应于电感电流不能突变、电容电压不能突变)。所以,在开关管开通和关断时就出现了如图1-1的情况。
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