的概念之后，对DC-AC软开关逆变电路拓扑及其控制策略的研究成为电力电子学领域中
最为活跃的研究方向之一，至今已有大量相关研究论文发表。许多学者对软开关谐振变
换技术作了深入广泛的研究后提出了相当多DC-AC逆变软开关电路拓扑。
早期实现软开关的方法是采用有损耗缓冲电路，器基本原理是将开关损耗转移至缓
冲电路中并消耗掉。这种方法并没有提高功率变换器的效率，甚至还会使效率降低。目
前所研究的软开关谐振变换技术摒弃了转移开关损耗而转向真正减小开关损耗，这就需
要对原有的硬开关电路拓扑进行改进，使其真正达到低开关损耗。一般认为，一个软开
关逆变拓扑总是在传统硬开关逆变器基础上附加一个高频谐振网络而构成的。此高频谐
振网络可以是仅由无源器件电感和电容组成，也可以包含辅助二极管或辅助开关管，总
之，它的作用是为功率开关管创造软开关的条件，根据谐振网络在电路中的不同位置，
目前现有的DC-AC逆变软开关电路拓扑可以如下分类
→AC环节
软开关 →谐振环节方式→DC环节
→零电压开关
DC-AC逆变器→谐振转换方式→准谐振→零电流开关
→负载谐振方式→并联谐振
→串联谐振
DC-AC 软开关逆变器拓扑的分类
具体说明如下：
（1）谐振环节方式—谐振网络位于输入直流电源和逆变器主回路之间，于是直流母线电压的震荡为
逆变器桥臂的功率开关管提供了软开关的条件。因此，这种谐振环节逆变器的直流母线电压与传统
PWM逆变器大不相同，即不再是连续而稳定的直流电压，而是被很短的零电压时间所间隔的不连续
直流电压；
（2）谐振转换方式—谐振网络位于逆变器桥臂上，直接为功率开关管创造ZVS或ZCS的条件。这样
功率开关管的寄生电容也可以作为谐振电容的一部分，该方式下直流母线电压与传统PWM时相同：
（3）负载谐振方式—LC谐振槽以并联、串联或串并联的方式加在负载侧从而实现功率开关管的ZVS
或ZCS。这时的直流母线电压与传统PWM时相同。
（一）谐振环节方式逆变器
谐振环节方式逆变器分为谐振交流环节逆变器和谐振直流环节逆变器
谐振交流环节逆变器包含串联型和并联型。谐振直流环节逆变器的谐振环节电流和谐振交流环节的
谐振环节均为正弦波，在每一开关周期中有两次自然为零，每次过零时使逆变器桥臂开关管触发导
通，其控制为DPM（离散脉冲调制）方式。
（二）谐振转换方式逆变器
谐振转换方式逆变器可分为谐振极逆变器、准谐振ZCS逆变器和软转换PWM逆变器。RPI包括准谐
振电流模式逆变器、辅助谐振变换极逆变器、辅助二极管变换极逆变器等，器共同的优点是：1.控
制科采用PWM调制策略；2.逆变器开关器件的电压应力没有增加。RPI的缺点如下：1.开关器件的
电流应力大大增加；2.需要多组辅助谐振电路，特别是多个电感，从而造成逆变器体积、重量增加、
效率降低。在RSBI中，由于在每个开关周期里辅助开关管的开通时刻都在变化，因此RSBI的控制
十分复杂。准谐振ZCS逆变器特别适用于感应加热装置。转换PWM逆变器的特点是在主功率开关器
件动作切换的很短一段时间间隔内，导通辅助开关管使辅助谐振回路工作，为主功率开关器件创造
零电压或零电流条件，这样就见笑了电路的导通损耗。
（三） 负载谐振方式逆变器
负载谐振方式逆变器分为串联谐振并联负载逆变器和并联谐振串联负载逆变器。由
于谐振元件位于主功率传输路径中，这类软开关逆变器的电压和电流应力都很大。其优
点在负载功率因素接近1，因此非常适用于恒定负载的。
第二章 软开关在变频器中的应用设计
2.1目前大功率变频器的研究特点
(1）开关频率的提高。如果能将变频器中功率器件的开关频率在原有基础上进一步
大大提高，将会带来一系列好处。如输出波形中的低次谐波被更有效地抑制，输出电压
和电流将更趋于正弦波形，滤波器的尺寸将大大缩小等，变频器，特别是大功率的变频
器，功率密度和性能将会得到很大的改善。
(2）开关损耗的减少。由于大功率变频器功率器件开关过程损耗的绝对值很大，当
需要提高开关频率时，这种开关损耗将会更加明显，所以，在变频装置中如何减少开关
频率提高时的开关损耗，也是一个迫切需要解决的问题。
(3）吸收电路的改善。在传统的硬开关条件下，每一个开关器件或者一个逆变桥臂
上都需要一个吸收电路，此时的吸收电路需要较大电阻、电容和二极管，这不但增大了
整个装置体积和安装难度，而且不能节约能源。如何能够省掉吸收电路，又能保护功率
器件的安全运行，也是人们所关注的。
(4）变频器体积的缩小，随着功率器件制造技术的发展，在大功率变频器中，为功率器件散热
而设计的散热器要占很大的体积，从而使得大功率变频器的体积比较大。对于一些特殊的应用场合，
比如电动汽车，电力机车等，要求变频器功率大，体积小。这就需要解决减小散热器体积的问题。
2.2软开关变频器的主电路设计
在软开关技术三相变频器电路的研究中，谐振过渡软开关技术模式综合考虑了PWM技术和软
开关技术的优点，这种电路的基本构想是在保持传统三相PWM逆变桥工作方式不变的情况下外加
一个辅助的谐振电路。谐振变换器实际上是负载谐振型变换器，按谐振元器件的谐振方式可分为串
联谐振变换器和并联谐振变换器;按负载与电路的连接关系可分为串联负载谐振变换器和并联负载
谐振变换器。在谐振变换器中，谐振元器件自始至终处于谐振的工作状态，参与能量变换的全过程。
这类变换器对负载变化很敏感，一般采用频率调制的控制方法。
辅助谐振电路仅仅工作在逆变桥主功率开关器件工作状态改变时一个很短的瞬间，所以对辅助
电路中开关功率的要求很小，又能为逆变桥上的所有开关管和二极管状态的改变提供软开关条件。
2.3零电压过渡变频器主电路的设计
(1）零电压过渡软开关技术在一定程度上借鉴了零电压过渡DC/DC变换器的思想，
就是仅解决功率开关器件关断时的零电压条件，而功率开关器件的关断过程还是依靠在