軟開關(guān)(Soft-Switching)是相對(duì)硬開關(guān)(Hard-Switching)而言的。軟開關(guān)是使用軟開關(guān)技術(shù)的開關(guān)過程。理想的軟開關(guān)過程是電流或電壓先降到零，電壓或電流再緩慢上升到斷態(tài)值，所以開關(guān)損耗近似為零。軟開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)功率變換器件的高頻化。軟開關(guān)電路中增加了諧振電感Lr和諧振電容Cr，與濾波電感L、電容C相比，Lr和Cr的值小得多，同時(shí)開關(guān)增加了反并聯(lián)二極管，而硬開關(guān)電路中不需要這個(gè)二極管。降壓型零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振電路中，在開關(guān)過程前后引入諧振，使開關(guān)開通前電壓先降到零，關(guān)斷前電流先降到零，消除了開關(guān)過程中電壓、電流的重疊，從而大大減小甚至消除開關(guān)損耗，同時(shí)，諧振過程限值了開關(guān)過程中電壓和電流的變化率，使開關(guān)噪聲減小。

軟開關(guān)(Soft-Switching)是相對(duì)硬開關(guān)(Hard-Switching)而言的。通過在開關(guān)過程前后引入諧振，使開關(guān)開通前電壓先降到零，關(guān)斷前電流先降到零，就可以消除開關(guān)過程中電壓、電流的重疊，降低它們的變化率，從而大大減小甚至消除開關(guān)損耗。同時(shí)的，諧振過程限制了開關(guān)過程中電壓和電流的變化率，這使得開關(guān)噪聲也顯著減小。這樣的電路被稱為軟開關(guān)電路，而這樣的開關(guān)過程也被稱為軟開關(guān)(Soft-Switching)。理想的軟關(guān)斷過程是電流先降到零，電壓再緩慢上升到斷態(tài)值，所以關(guān)斷損耗近似為零。由于器件關(guān)斷前電流已下降到零，解決了感性關(guān)斷問題。理想的軟開通過程是電壓先降到零，電流再緩慢上升到通態(tài)值，所以開通損耗近似為零，器件結(jié)電容的電壓亦為零，解決了容性開通問題。同時(shí)，開通時(shí)，二極管反向恢復(fù)過程已經(jīng)結(jié)束，因此二極管反向恢復(fù)問題不存在。

軟開關(guān)是電器回路中用于連通和切斷負(fù)載的一種方式和裝置，這種方式系指負(fù)載的切斷和接通不是瞬間突然地完成，而是逐漸地由小到大完成接通過程，逐漸地由大到小完成切斷過程。現(xiàn)實(shí)中的軟開關(guān)可見于照明回路，對(duì)于一盞燈開啟時(shí)由不亮到微亮再到全亮逐漸地緩慢地完成，關(guān)閉過程則相反。軟開關(guān)的引入可以避免燈光突然變化給人眼造成的刺激，特別在全黑暗的情況下更為重要?，F(xiàn)實(shí)中軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)方式有：對(duì)于白熾燈等電阻性負(fù)載常常使用可控硅調(diào)節(jié)導(dǎo)通角的方式來實(shí)現(xiàn)當(dāng)開啟燈光時(shí)導(dǎo)通角由0到180度漸變，當(dāng)燈光關(guān)閉時(shí)導(dǎo)通角則反過來由180度漸變，這樣便實(shí)現(xiàn)了軟開關(guān)的開啟和關(guān)閉。對(duì)于熒光燈類負(fù)載則通過調(diào)節(jié)占空比的方式來實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)代開關(guān)電源發(fā)展的一個(gè)重要方向是開關(guān)的高頻化，因?yàn)楦哳l化可以使開關(guān)變換器的體積、重量大大減小，從而提高變換器的功率密度。提高開關(guān)頻率可以降低開關(guān)電源的音頻噪聲，改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)。實(shí)現(xiàn)高頻化，必須降低開關(guān)損耗，軟開關(guān)技術(shù)是減少開關(guān)損耗的重要方法之一。軟開關(guān)是指零電壓開關(guān)(Zero Voltage Switching,ZVS)或零電流開關(guān)(Zero Current Switching,ZCS)。它應(yīng)用諧振的原理使開關(guān)變換器中開關(guān)管的電壓或電流按正弦或準(zhǔn)正弦規(guī)律變化，當(dāng)電壓自然過零時(shí)，使器件開通;當(dāng)電流自然過零時(shí)，使器件關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)開關(guān)損耗為零，從而可以使開關(guān)頻率提高。

反激變換器在低功率場(chǎng)合應(yīng)用十分廣泛，但是，由于開關(guān)管存在容性開通損耗，限制了開關(guān)頻率的提高。原理上有很多種方法可實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，但是大多數(shù)開關(guān)要承受很高的電壓應(yīng)力，因此不適合用于輸入電壓比較高的場(chǎng)合。由反激變換器的工作原理可知，當(dāng)電感電流工作在斷續(xù)工作模式(DCM)下，在電感電流減小到零以后，開關(guān)兩端電容與變壓器原邊電感產(chǎn)生諧振。早期的開關(guān)電源通過強(qiáng)制開通或關(guān)閉激勵(lì)管的方式工作，其開關(guān)噪聲和開關(guān)損耗大，工作效率難以進(jìn)一步提高。軟開關(guān)技術(shù)則利用LC諧振來調(diào)整開關(guān)時(shí)刻的電流或電壓值，以達(dá)到開關(guān)損耗最小的目的，在開關(guān)噪聲和工作效率方面都優(yōu)于硬開關(guān)電源。因此，諧振式開關(guān)電源將得到快速發(fā)展。實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)工作的芯片有多種型號(hào)，且工作原理各不相同。例如準(zhǔn)諧振反向控制器UCC28600芯片，以反激勵(lì)電壓下降至最低值后開通激勵(lì)管、激勵(lì)電流達(dá)到峰值或定時(shí)關(guān)閉激勵(lì)管的方式工作，單極性輸出，其開關(guān)頻率隨輸出功率而變化，一般用于小功率電源;諧振模式控制器UCC25600是基本固定諧振頻率，利用反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)開關(guān)頻率，使電路在諧振與失諧之間調(diào)整，改變有效激勵(lì)功率，雙極性輸出，一般用于100 W～1 kW的電源。

軟開關(guān)電源的核心理念在于在開關(guān)過程中實(shí)現(xiàn)電壓或電流的零化，從而顯著降低開關(guān)損耗。具體來說，當(dāng)功率MOS開關(guān)從關(guān)閉過渡到導(dǎo)通，或從導(dǎo)通過渡到關(guān)閉時(shí)，通過巧妙控制Vds電壓或Ids電流，使其在功率MOS完全開通或關(guān)閉之前降為零，便能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。為了更直觀地理解軟開關(guān)電源，我們可以將其視為在開關(guān)過程中實(shí)現(xiàn)零電壓或零電流切換的電源。這類拓?fù)洳粌H有效降低了高頻開關(guān)損耗，還推動(dòng)了電源模塊向更高頻、更小型、更高效的方向發(fā)展。軟開關(guān)電源的種類繁多，包括全諧振變化器、準(zhǔn)諧振變化器、多諧振變換器等。然而，在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，常用的軟開關(guān)電源拓?fù)渲饕≦R反激準(zhǔn)諧振電源拓?fù)?、有源鉗位正激電源拓?fù)洹LC半橋拓?fù)湟约耙葡蛉珮蛲負(fù)涞?。這些拓?fù)涓骶咛厣?，但共同的目?biāo)都是為了優(yōu)化電源性能，提升效率。諧振變換器的控制方式通常采用PFM控制，其頻率特性與輸出負(fù)載密切相關(guān)。當(dāng)負(fù)載變重時(shí)，頻率會(huì)相應(yīng)升高;而負(fù)載變輕時(shí)，頻率則降低。

諧振變換器可根據(jù)諧振元器件在能量轉(zhuǎn)換過程中的作用，分為準(zhǔn)諧振變換器、多諧振變換器以及全諧振變換器。這些變換器的共同特點(diǎn)是利用諧振原理，使功率器件的電壓或電流呈現(xiàn)正弦波或準(zhǔn)正弦波的變化。在電壓或電流為零的時(shí)刻，器件得以開通或關(guān)閉，從而極大降低了功率器件在開通和關(guān)閉過程中的損耗。此外，根據(jù)諧振元器件的連接方式，諧振變換器又可分為串聯(lián)諧振變換器和并聯(lián)諧振變換器。有源鉗位吸收電路的引入，能有效抑制開關(guān)器件的瞬變電壓或電流，進(jìn)一步降低開關(guān)管的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力，顯著減少開關(guān)損耗。同時(shí)，該電路還能將吸收的能量反饋至電網(wǎng)中，提高電源的轉(zhuǎn)換效率。

在實(shí)際應(yīng)用中，準(zhǔn)諧振反激變換器常采用的芯片是NCP1307，串聯(lián)諧振LLC變換器則多選用L6562+L6599或NCP1393方案，移向全橋變換器的控制芯片普遍采用UC3875，而有源鉗位電路則常選用MA3410芯片。以常規(guī)反激式開關(guān)電源為例，其電路拓?fù)潆m然簡(jiǎn)單，但功率MOS的開關(guān)損耗卻不容忽視。相比之下，準(zhǔn)諧振反激電源通過巧妙利用諧振原理，能在最低點(diǎn)開通功率MOS，從而大幅降低開通損耗。準(zhǔn)諧振電源的諧振過程與常規(guī)諧振電源有所不同，它僅在開關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)參與諧振，通過諧振使開關(guān)管在零電壓(或最小電壓)時(shí)完成開關(guān)轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步優(yōu)化了電源性能。