在高效電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，移相全橋結(jié)構(gòu)因其具備高可靠性與較低開關(guān)損耗，在中大功率DC-DC轉(zhuǎn)換器中被廣泛采用。而為了進(jìn)一步減少器件在開關(guān)瞬間的應(yīng)力與損耗，軟開關(guān)技術(shù)成為重要優(yōu)化方向。目前常見的軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)形式主要包括ZVS（零電壓開通）和ZVZCS（零電壓零電流開關(guān)）兩種。

一、ZVS在移相全橋中的實(shí)現(xiàn)與特點(diǎn)

ZVS（Zero Voltage Switching）即開關(guān)器件在關(guān)斷之后，其兩端電壓被完全釋放為零后再進(jìn)行開通。該技術(shù)主要依賴電路中的寄生電容與變壓器漏感來完成能量的移除，從而降低硬開通帶來的損耗。

ZVS型移相全橋電路的一大優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡潔，控制邏輯清晰，不需要額外的緩沖器件；其適用于大部分中高負(fù)載條件。在開通前，滯后橋臂通過電流極性轉(zhuǎn)換帶動電容釋放，電壓自然降為零，使得器件在零壓條件下導(dǎo)通，減小了EMI干擾和開關(guān)應(yīng)力。

但ZVS也存在其天然限制，例如在輕載運(yùn)行時，由于主電流不足以完成電容電壓的有效釋放，ZVS功能將難以維持。此外，其仍保留了關(guān)斷時的電流存在，開關(guān)過程中的損耗未能完全避免。

二、ZVZCS技術(shù)的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)制及運(yùn)行機(jī)制

ZVZCS（Zero Voltage Zero Current Switching）進(jìn)一步在ZVS基礎(chǔ)上，將開關(guān)器件的開通與關(guān)斷都控制在零電壓與零電流狀態(tài)下進(jìn)行。此技術(shù)通常需要加入輔助電路，如諧振網(wǎng)絡(luò)或主動鉗位模塊，以便在開關(guān)過渡區(qū)引導(dǎo)電壓與電流同時降至零。

該機(jī)制在降低通斷損耗方面表現(xiàn)更優(yōu)，尤其適用于高頻高壓系統(tǒng)，其能夠最大程度抑制開關(guān)損耗，提升效率。然而，為實(shí)現(xiàn)ZVZCS所需的外圍電路相對復(fù)雜，對控制策略、器件選型和系統(tǒng)匹配要求更高，導(dǎo)致其成本及設(shè)計(jì)門檻顯著上升。

此外，ZVZCS拓?fù)湓谳p載時的表現(xiàn)更穩(wěn)定，不容易因負(fù)載過小而喪失軟開關(guān)特性，是輕載適應(yīng)性較強(qiáng)的一種方案。

三、ZVS與ZVZCS的關(guān)鍵對比分析

1. 實(shí)現(xiàn)難度：ZVS結(jié)構(gòu)相對簡單，控制環(huán)節(jié)成熟易調(diào)試；ZVZCS則需要增加輔助諧振元件，系統(tǒng)調(diào)試復(fù)雜度提升。

2. 效率表現(xiàn)：ZVZCS在高頻大功率轉(zhuǎn)換中更具優(yōu)勢，尤其是器件切換速度快時，其能顯著降低開關(guān)損耗；而ZVS在中頻中功率領(lǐng)域依然保持優(yōu)異表現(xiàn)。

3. 輕載兼容性：ZVS在輕負(fù)載下可能喪失軟開關(guān)能力，而ZVZCS因具備完整的諧振輔助結(jié)構(gòu)，在輕載下依然能夠維持軟開關(guān)操作。

4. 成本投入：ZVS由于不需復(fù)雜外部元件，整體成本更可控；ZVZCS雖然性能更強(qiáng)，但代價在于高系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度及更高BOM成本。

5. 應(yīng)用廣度：ZVS被大量應(yīng)用于服務(wù)器電源、電池充電器、工業(yè)逆變器等中功率場景；而ZVZCS則多用于高可靠性需求場合，如航空航天電源、醫(yī)療級DC-DC變換器等。

四、選型建議與實(shí)際應(yīng)用考量

對于功率等級在幾百瓦至幾千瓦之間的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級應(yīng)用，若對系統(tǒng)效率有一般要求，同時追求高穩(wěn)定性與低成本，ZVS無疑是優(yōu)選。而在對轉(zhuǎn)換效率要求極高、輕載能力強(qiáng)、且系統(tǒng)可容忍更復(fù)雜設(shè)計(jì)的場景中，ZVZCS則是更具潛力的技術(shù)方向。

工程師在選型時，應(yīng)從以下幾方面綜合考量：目標(biāo)負(fù)載范圍、系統(tǒng)頻率、器件開關(guān)特性、系統(tǒng)冷卻方式及控制電路設(shè)計(jì)能力等，最終確定最優(yōu)軟開關(guān)策略。

總結(jié)

隨著高頻、高密度電源系統(tǒng)的廣泛需求不斷上升，軟開關(guān)技術(shù)在功率變換領(lǐng)域的重要性日益凸顯。ZVS與ZVZCS作為當(dāng)前主流的軟開關(guān)拓?fù)浯恚饔羞m配場景和技術(shù)優(yōu)勢。通過對其原理和性能的深入理解，設(shè)計(jì)人員能夠更精準(zhǔn)地選擇適合自己系統(tǒng)需求的架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)能效、體積與可靠性的多重最優(yōu)化。