CN102664530B - 软开关隔离型开关电容调节器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了软开关隔离型开关电容调节器，属于电力电子器件的技术领域。所述软开关隔离型开关电容调节器的输入端与直流电压源连接，输出端与负载电路连接。软开关隔离型开关电容调节器包括：功率开关管、隔直电容、变压器、励磁电感、漏感、二极管、输出滤波电容。本发明所述的软开关隔离型开关电容调节器利用变压器的漏感能量给功率开关管的寄生电容进行充放电，使得功率开关管可以零电压开关，实现了功率开关管的软开关，从而提高了变换器的效率。变压器的引入实现了输入输出的电气隔离，而且使得变换器的等效占空比扩大，因此适用于输入输出电压相差悬殊的场合。

Description

软开关隔离型开关电容调节器

技术领域

本发明公开了软开关隔离型开关电容调节器，属于电力电子器件的技术领域。

背景技术

随着计算机和通讯产业的迅速发展，功率变换器的设计面临着越来越多的挑战，其中包括高功率密度、高效率和快速的动态特性等综合性能的要求。为了达到更高的功率密度，通常采用提高开关频率的方法来减小电容以及磁性元件的体积，但开关频率的提高会导致开关损耗的增加，降低变换器的效率。软开关技术是使功率变换器得以高频化的重要技术之一,它应用谐振的原理,使开关器件中的电流(或电压)按准正弦规律变化，从而实现软开关。它不仅可以解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极管反向恢复问题,而且还能解决由硬开关引起的电磁干扰(Electromagnetic interference,EMI)等问题。目前在中小功率场合常用的隔离型变换器，比如反激变换器、正激变换器、半桥变换器等，主开关管都是硬开关，开关损耗比较大，不适用于高频控制。反激变换器可以利用准谐振的方式实现软开关，但是它的工作模式被限定在电流断续模式，这就使得开关管电流的有效值增大，增加了开关管的导通损耗。而正激变换器和半桥变换器等必须外加一些电路才能实现软开关。因此研究利用电路本身的结构特点就可以容易地实现软开关的隔离型变换器将具有很重要的理论意义和实际应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了软开关隔离型开关电容调节器。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种软开关隔离型开关电容调节器，其输入端与直流电压源连接，输出端与负载电路连接，所述软开关隔离型开关电容调节器包括第一功率开关管、第二功率开关管、隔直电容、变压器、励磁电感、漏感、二极管、输出滤波电容，所述第一功率开关管的漏极、源极之间并接有第一寄生电容、第一寄生二极管，所述第二功率开关管的漏极、源极之间并接有第二寄生电容、第二寄生二极管；

其中：所述第一功率开关管漏极接直流电压源正极，第一功率开关管源极、第二功率开关管漏极分别与隔直电容一极连接，隔直电容另一极与变压器原边绕组1号端子连接，变压器原边绕组2号端子与漏感一端连接，漏感另一端、第二功率开关管源极分别与直流电压源负极连接，励磁电感并联在变压器原边绕组的两端，变压器副边绕组1号端子与二极管阳极连接，二极管阴极与输出滤波电容正极连接，输出滤波电容负极与变压器副边绕组2号端子连接，变压器原边绕组1号端子与副边绕组1号端子为同名端；

所述软开关隔离型开关电容调节器在每个开关周期都有6个开关模态：

开关模态1：在[t₀，t₁]时间段内，第一功率开关管导通，变压器漏感与隔直电容串联谐振，输入电能一部分存储在隔直电容中，其余部分的输入电能通过变压器给负载供电，励磁电感电流i_Lm反向线性下降后正向线性上升，

开关模态2：在[t₁，t₂]时间段内，第一功率开关管关断，漏感电流i_Lr给第一寄生电容充电，给第二寄生电容放电，励磁电感电流i_Lm继续线性上升，其中，i_Lr＝i₁+i_Lm，漏感电流i_Lr为变压器原边绕组电流i₁与励磁电感电流i_Lm的和，

开关模态3：在[t₂，t₃]时间段内，在t₂时刻，漏感电流i_Lr下降到与励磁电感电流i_Lm相等，二极管电流i_D下降到0，二极管自然关断，不存在反向恢复问题，变压器原副边脱开等效为励磁电感在工作，漏感电流i_Lr继续给第一寄生电容充电，同时给第二寄生电容放电，

开关模态4：在[t₃，t₄]时间段内，在t₃时刻，第二寄生电容两端电压放至0，第二寄生二极管导通，此时给第二功率开关管触发信号，使第二功率开关管实现零电压开通，第二功率开关管的开通损耗为零，在该模态中励磁电感、漏感、隔直电容三个元件参与谐振，

开关模态5：在[t₄，t₅]时间段内，在t₄时刻，第二功率开关管关断，漏感电流i_Lr给第二寄生电容充电，给第一寄生电容放电，

开关模态6：在[t₅，t₆]时间段内，在t₅时刻，变压器副边绕组两端电压达到输出电压V_o，二极管导通，漏感电流i_Lr继续给第二寄生电容充电，给第一寄生电容放电，t₆时刻充放电过程结束，第一寄生二极管导通，此时给第一功率开关管触发信号，使第一功率开关管实现ZVS开通。

一种软开关隔离型开关电容调节器，其输入端与直流电压源连接，输出端与负载电路连接，所述软开关隔离型开关电容调节器包括变压器、励磁电感、漏感、隔直电容、第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、输出滤波电容，所述第一功率开关管的漏极、源极之间并接有第一寄生电容、第一寄生二极管，所述第二功率开关管的漏极、源极之间并接有第二寄生电容、第二寄生二极管，所述第三功率开关管的漏极、源极之间并接有第三寄生电容、第三寄生二极管；

其中：所述第一功率开关管漏极与直流电压源正极连接，变压器原边绕组一端与第一功率开关管源极连接，变压器原边绕组另一端与直流电压源负极连接，变压器副边绕组一端与隔直电容一极连接，隔直电容另一极、第二功率开关管漏极分别与第三功率开关管源极连接，第二功率开关管源极与漏感一端连接，漏感另一端与变压器副边绕组另一端连接，励磁电感并联在变压器副边绕组的两端，第三功率开关管漏极与输出滤波电容正极连接，输出滤波电容负极与第二功率开关管源极连接；

变压器连接方式1：变压器原边绕组1号端子与第一功率管漏极连接，原边绕组2号端子与直流电压源负极连接，变压器副边绕组的1号端子与隔直电容、励磁电感的连接点相连，变压器副边绕组的2号端子与漏感、励磁电感的连接点相连，变压器原边绕组1号端子与副边绕组1号端子为同名端；

软开关隔离型开关电容调节器在每个开关周期有4个开关模态：

开关模态1：在[t₀，t₁]时间段内，第一功率开关管、第三功率开关管导通，直流电压源V_in通过变压器折算到副边，漏感与隔直电容串联谐振，励磁电感上电流i_Lm正向线性下降后反向线性上升，

开关模态2：在[t₁，t₂]时间段内，第一功率开关管、第三功率开关管关断，变压器漏感电流i_Lr给第二寄生电容放电，同时给第三寄生电容充电，变压器原边电流给第一寄生电容充电，

开关模态3：在[t₂，t₃]时间段内，在t₂时刻，第二寄生电容两端电压放至0，第二寄生二极管导通，此时给第二功率开关管触发信号使第二功率开关管实现ZVS开通；变压器原副边脱开等效为励磁电感在工作，在该模态中励磁电感、漏感、隔直电容三个元件参与谐振，

开关模态4：在[t₃，t₄]时间段内，在t₄时刻，第二功率开关管关断，漏感电流i_Lr给第二寄生电容充电，给第三寄生电容放电，直至在t₄时刻充放电过程结束，第三寄生二极管导通，给第三功率开关管触发信号，使第三功率开关管实现ZVS开通，同时给第一功率开关管触发信号；

变压器连接方式2：变压器原边绕组1号端子与第一功率管漏极连接，原边绕组2号端子与直流电压源负极连接，变压器副边绕组的2号端子与隔直电容、励磁电感的连接点相连，变压器副边绕组的1号端子与漏感、励磁电感的连接点相连，变压器原边绕组1号端子与副边绕组1号端子为同名端；

软开关隔离型开关电容调节器在每个开关周期有4个开关模态：

开关模态1：在[t₀，t₁]时间段内，第一功率开关管、第二功率开关管导通，直流电压源V_in通过变压器折算到副边，漏感与隔直电容串联谐振，励磁电感上电流i_Lm正向线性下降后反向线性上升，

开关模态2：在[t₁，t₂]时间段内，第一功率开关管、第二功率开关管关断，变压器漏感电流i_Lr给第三寄生电容放电，同时给第二寄生电容充电，变压器原边电流给第一寄生电容充电，

开关模态3：在[t₂，t₃]时间段内，在t₂时刻，第三寄生电容两端电压放至0，第三寄生二极管导通，此时给第三功率开关管触发信号，使第三功率开关管实现ZVS开通，变压器原副边脱开等效为励磁电感在工作，在该模态中励磁电感、漏感、隔直电容三个元件参与谐振，

开关模态4：在[t₃，t₄]时间段内，在t₃时刻，第三功率开关管关断，漏感电流i_Lr给第三寄生电容充电，给第二寄生电容放电，直至在t₄时刻充放电过程结束，第二寄生二极管导通，给第二功率开关管触发信号使第二功率开关管实现ZVS开通，同时给第一功率开关管触发信号。

进一步的，所述软开关隔离型开关电容调节器中，功率开关管为MOS管或者IGBT管。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：软开关隔离型开关电容调节器利用变压器漏感的能量给功率开关管的结电容进行充放电，使得功率开关管可以零电压开关，实现了功率开关管的软开关，从而提高变换器的效率。变压器的引入实现了输入输出的电气隔离，而且使得变换器的等效占空比扩大，因此适用于输入输出电压相差悬殊的场合。

附图说明

图1为具体实施例一的电路图。

图2为具体实施例一的主要波形图。

图3至图9为具体实施例一所示软开关隔离型开关电容调节器在各开关模态下对应的等效电路图。

图10为具体实施例二的电路图。

图11为具体实施例二的主要波形图。

图12至图16为具体实施例二所示软开关隔离型开关电容调节器在各开关模态下对应的等效电路图。

图17为具体实施例三的电路图。

图18为具体实施例三的主要波形图。

图19至图23为具体实施例三所示软开关隔离型开关电容调节器在各开关模态下对应的等效电路图。

图中标号说明：V_in为直流电压源，Tr为变压器，L_m为励磁电感，L_r为漏感，C_b为隔直电容，D为二极管，C_o为输出滤波电容，R_L为负载电阻，S₁、S₂、S₃分别为第一、第二、第三功率开关管，C_S1、C_S2、C_S3分别为第一、第二、第三寄生电容，D_S1、D_S2、D_S3分别为第一、第二、第三寄生二极管，n_p为变压器原边绕组，n_s为变压器副边绕组。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

软开关隔离型开关电容调节器，包括第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂、第三功率开关管S₃、隔直电容C_b、变压器Tr、、励磁电感L_m、漏感L_r、二极管D、输出滤波电容C_o。变压器Tr为理想变压器，与励磁电感L_m和漏感L_r共同构成本发明所述的变压器。第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂、第三功率开关管S₃为MOS管或者IGBT管。第一功率开关管S₁两端并接有第一寄生二极管D_S1、第一寄生电容C_S1，第二功率开关管S₂两端并接有第二寄生二极管D_S2、第二寄生电容C_S2，第三功率开关管S₃两端并接有第三寄生二极管D_S3、第三寄生电容C_S3。输入端为直流电压源V_in，输出端与负载电阻R_L连接。负载电阻R_L两端的电压V_o为该软开关隔离型开关电容调节器的输出电压。

具体实施例一：

如图1所示的软开关隔离型开关电容调节器，直流电压源V_in、第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂串联连接，隔直电容C_b、变压器原边绕组n_p、漏感L_r依次串联组成的支路并联在第二功率开关管S₂的两端，励磁电感L_m并联在变压器原边绕组n_p的两端，变压器副边绕组n_s与二极管D、输出滤波电容C_o依次串联连接，负载电阻R_L并联在输出滤波电容C_o两端。

由图2可知，该软开关隔离型开关电容调节器在每个开关周期都有6个开关模态，分别在[t₀，t₁]、[t₁，t₂]、[t₂，t₃]、[t₃，t₄]、[t₄，t₅]、[t₅，t₆]。下面对各开关模态的工作情况进行具体分析。

在分析之前，作如下假设：(1)所有功率开关管均为理想器件；(2)所有电感、变压器、电容均为理想元件；(3)输出电容足够大，输出可近似认为是一个电压源V_o，V_o为输出电压。

1.开关模态1：在[t₀，t₁]时间段内，此时的等效电路如图3所示，第一功率开关管S₁导通，变压器漏感L_r与隔直电容C_b串联谐振，输入电能一部分存储在隔直电容C_b中，其余部分的输入电能通过变压器给负载供电。励磁电感电流i_Lm反向线性下降后正向线性上升。

2.开关模态2：在[t₁，t₂]时间段内，此时的等效电路如图4所示，第一功率开关管S₁关断，漏感电流i_Lr给第一寄生电容C_S1充电，给第二寄生电容C_S2放电。励磁电感电流i_Lm继续线性上升。其中，i_Lr＝i₁+i_Lm，漏感电流i_Lr为变压器原边绕组电流i₁与励磁电感电流i_Lm的和。

3.开关模态3：在[t₂，t₃]时间段内，此时的等效电路如图5所示，在t₂时刻，漏感电流i_Lr下降到与励磁电感电流i_Lm相等，二极管电流i_D下降到0，二极管D自然关断，不存在反向恢复问题。变压器原副边脱开等效为励磁电感L_m在工作。漏感电流i_Lr继续给第一寄生电容C_S1充电，同时给第二寄生电容C_S2放电。

4.开关模态4：在[t₃，t₄]时间段内，此时的等效电路如图6所示，在t₃时刻，第二寄生电容C_S2两端电压放至0，第二寄生二极管D_S2导通。此时给第二功率开关管S₂触发信号，使S₂实现零电压开通(Zero Voltage Switching，ZVS)，第二开关管S₂的开通损耗为零。在该模态中励磁电感L_m、漏感L_r、隔直电容C_b三个元件参与谐振。

5.开关模态5：在[t₄，t₅]时间段内，此时的等效电路如图7所示，在t₄时刻，第二功率开关管S₂关断，漏感电流i_Lr给第二寄生电容C_S2充电，给第一寄生电容C_S1放电。

6.开关模态6：在[t₅，t₆]时间段内，在t₅时刻，变压器副边绕组n_s两端电压达到输出电压V_o，二极管D导通。漏感电流i_Lr继续给第二寄生电容C_S2充电，给第一寄生电容C_S1放电。[t₅，t₆]的等效电路如图8所示。t₆时刻充放电过程结束，第一寄生二极管D_S1导通。此时给第一功率开关管S₁触发信号，使第一功率开关管S₁实现ZVS开通，t₆时刻到下一开关周期之前的等效电路如图9所示。

根据励磁电感的伏秒平衡，可以得到该变换器的输入输出电压满足以下关系式(1)：

$V_o=\frac{D}{n}{V}_{\mathrm{in}}---\left(1\right)$

其中，D为第二功率开关管S₂的占空比，n为变压器原边绕组与副边绕组的匝数比。

例如，用具体实施例一所示的软开关隔离型开关电容调节器100kHz 5V/40A的原理样机，第一、第二功率开关管S₁、S₂均选用IPA50R250CP，二极管D选用STPS80L60CY，隔直电容C_b选用100nF的穿心电容；变压器Tr磁芯选用EE33磁芯，励磁电感L_m为240uH电感，驱动芯片：IR2110。

具体实施例二：

如图10所示，直流电压源V_in、第一功率开关管S₁、变压器原边绕组n_p依次串联连接，励磁电感L_m并联在变压器副边绕组n_s的两端，隔直电容C_b、第二功率开关管S₂、漏感L_r依次串联组成的支路并联在励磁电感L_m两端，第三功率开关管S₃与输出滤波电容C_o串联后并联在第二功率开关管S₂的两端，负载电阻R_L并联在输出滤波电容C_o的两端。

变压器副边绕组n_s与变压器副边支路具体接法为变压器副边绕组n_s的1号端子与变压器副边支路输入端的Ⅰ号端子连接，变压器副边绕组n_s的2号端子与变压器副边支路输入端的Ⅱ号端子连接。

由图11可知，该软开关隔离型开关电容调节器在每个开关周期有4个开关模态，分别在[t₀，t₁]、[t₁，t₂]、[t₂，t₃]、[t₃，t₄]。下面对各开关模态的工作情况进行具体分析。

在分析之前，作如下假设：(1)所有功率开关管均为理想器件；(2)所有电感、变压器、电容均为理想元件；(3)输出电容足够大，输出可近似认为是一个电压源V_o，V_o为输出电压。

1.开关模态1：在[t₀，t₁]时间段内，此时的等效电路如图12所示，第一功率开关管S₁、第三功率开关管S₃导通，直流电压源V_in通过变压器折算到副边，漏感L_r与隔直电容C_b串联谐振。励磁电感L_m上电流i_Lm正向线性下降后反向线性上升。

2.开关模态2：在[t₁，t₂]时间段内，此时的等效电路如图13所示，第一功率开关管S₁、第三功率开关管S₃关断，变压器漏感电流i_Lr给第二寄生电容C_S2放电，同时给第三寄生电容C_S3充电，变压器原边电流给第一寄生电容C_S1充电。

3.开关模态3：在[t₂，t₃]时间段内，此时的等效电路如图14所示，在t₂时刻，第二寄生电容C_S2两端电压放至0，第二寄生二极管D_S2导通，此时给第二功率开关管S₂触发信号使第二功率开关管S₂实现ZVS开通；变压器原副边脱开等效为励磁电感L_m在工作，在该模态中励磁电感L_m、漏感L_r、隔直电容C_b三个元件参与谐振。

5.开关模态4：在[t₃，t₄]时间段内，此时的等效电路如图15所示，在t₄时刻，第二功率开关管S₂关断，漏感电流i_Lr给第二寄生电容C_S2充电，给第三寄生电容C_S3放电。直至在t₄时刻充放电过程结束，第三寄生二极管D_S3导通，给第三功率开关管S₃触发信号，使第三功率开关管S₃实现ZVS开通，同时给第一功率开关管S₁触发信号。t₄时刻到下一开关周期之前的等效电路如图16所示。

根据励磁电感的伏秒平衡，可以得到该变换器的输入输出电压满足以下关系式(2)：

$V_o=\frac{1}{\mathrm{Dn}}{V}_{\mathrm{in}}---\left(2\right)$

其中，D为第二功率开关管S₂的占空比，n为变压器原边绕组与副边绕组的的匝数比。

具体实施例三：与具体实施例二相比，实施例三变压器副边绕组n_s接入变压器副边支路的接法不同(如图17所示)，具体接法为变压器副边绕组n_s的1号端子与变压器副边支路输入端的Ⅱ号端子连接，变压器副边绕组n_s的2号端子与变压器副边支路输入端的Ⅰ号端子连接。

由图18可知，该软开关隔离型开关电容调节器在每个开关周期有4个开关模态，分别在[t₀，t₁]、[t₁，t₂]、[t₂，t₃]、[t₃，t₄]。下面对各开关模态的工作情况进行具体分析。

在分析之前，作如下假设：(1)所有功率开关管均为理想器件；(2)所有电感、变压器、电容均为理想元件；(3)输出电容足够大，输出可近似认为是一个电压源V_o，V_o为输出电压。

1.开关模态1：在[t₀，t₁]时间段内，此时的等效电路如图19所示，第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂导通，直流电压源V_in通过变压器折算到副边，漏感L_r与隔直电容C_b串联谐振。励磁电感L_m上电流i_Lm正向线性下降后反向线性上升。

2.开关模态2：在[t₁，t₂]时间段内，此时的等效电路如图20所示，第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂关断，变压器漏感电流i_Lr给第三寄生电容C_S3放电，同时给第二寄生电容C_S2充电，变压器原边电流给第一寄生电容C_S1充电。

3.开关模态3：在[t₂，t₃]时间段内，此时的等效电路如图21所示，在t₂时刻，第三寄生电容C_S3两端电压放至0，第三寄生二极管D_S3导通，此时给第三功率开关管S₃触发信号，使第三功率开关管S₃实现ZVS开通。变压器原副边脱开等效为励磁电感L_m在工作，在该模态中励磁电感L_m、漏感L_r、隔直电容C_b三个元件参与谐振。

4.开关模态4：在[t₃，t₄]时间段内，此时的等效电路如图22所示，在t₃时刻，第三功率开关管S₃关断，漏感电流i_Lr给第三寄生电容C_S3充电，给第二寄生电容C_S2放电。直至在t₄时刻充放电过程结束，第二寄生二极管D_S2导通，给第二功率开关管S₂触发信号使第二功率开关管S₂实现ZVS开通，同时给第一功率开关管S₁触发信号，t₄时刻到下一开关周期之前的等效电路如图23所示。

根据励磁电感的伏秒平衡，可以得到该变换器的输入输出电压满足以下关系式(3)：

$V_o=\frac{1}{\mathrm{Dn}}{V}_{\mathrm{in}}---\left(3\right)$

其中，D为第三功率开关管S₃的占空比，n为变压器原边绕组与副边绕组的匝数比。

可见，功率开关管关断的时候，寄生电容两端是有电压的，若直接开通开关管，则电压与电流就会有交叠区，产生损耗。若在开关管开通之前，使开关管的寄生电容两端电压放电到零，使与之并联的寄生二极管导通，之后再开通管子，电压与电流就不会有交叠的区域，不会造成损耗。这就是零电压开通(ZeroVoltage Switching，ZVS)的原理。

综上所述，本发明所述的软开关隔离型开关电容调节器利用变压器的漏感能量给功率开关管的结电容进行充放电，使得功率开关管可以零电压开关，实现了功率开关管的软开关，从而提高了变换器的效率。变压器的引入实现了输入输出的电气隔离，而且使得变换器的等效占空比扩大，因此适用于输入输出电压相差悬殊的场合。

Claims (4)

1.一种软开关隔离型开关电容调节器，其输入端与直流电压源连接，输出端与负载电路连接，其特征在于：所述软开关隔离型开关电容调节器包括第一功率开关管、第二功率开关管、隔直电容、变压器、励磁电感、漏感、二极管、输出滤波电容，所述第一功率开关管的漏极、源极之间并接有第一寄生电容、第一寄生二极管，所述第二功率开关管的漏极、源极之间并接有第二寄生电容、第二寄生二极管；

其中：所述第一功率开关管漏极接直流电压源正极，第一功率开关管源极、第二功率开关管漏极分别与隔直电容一极连接，隔直电容另一极与变压器原边绕组1号端子连接，变压器原边绕组2号端子与漏感一端连接，漏感另一端、第二功率开关管源极分别与直流电压源负极连接，励磁电感并联在变压器原边绕组的两端，变压器副边绕组1号端子与二极管阳极连接，二极管阴极与输出滤波电容正极连接，输出滤波电容负极与变压器副边绕组2号端子连接，变压器原边绕组1号端子与副边绕组1号端子为同名端；

所述软开关隔离型开关电容调节器在每个开关周期都有6个开关模态：

开关模态1：在[t₀，t₁]时间段内，第一功率开关管导通，变压器漏感与隔直电容串联谐振，输入电能一部分存储在隔直电容中，其余部分的输入电能通过变压器给负载供电，励磁电感电流i_Lm反向线性下降后正向线性上升，

开关模态2：在[t₁，t₂]时间段内，第一功率开关管关断，漏感电流i_Lr给第一寄生电容充电，给第二寄生电容放电，励磁电感电流i_Lm继续线性上升，其中，i_Lr＝i₁+i_Lm，漏感电流i_Lr为变压器原边绕组电流i₁与励磁电感电流i_Lm的和，

开关模态3：在[t₂，t₃]时间段内，在t₂时刻，漏感电流i_Lr下降到与励磁电感电流i_Lm相等，二极管电流i_D下降到0，二极管自然关断，不存在反向恢复问题，变压器原副边脱开等效为励磁电感在工作，漏感电流i_Lr继续给第一寄生电容充电，同时给第二寄生电容放电，

开关模态4：在[t₃，t₄]时间段内，在t₃时刻，第二寄生电容两端电压放至0，第二寄生二极管导通，此时给第二功率开关管触发信号，使第二功率开关管实现零电压开通，第二功率开关管的开通损耗为零，在该模态中励磁电感、漏感、隔直电容三个元件参与谐振，

开关模态5：在[t₄，t₅]时间段内，在t₄时刻，第二功率开关管关断，漏感电流i_Lr给第二寄生电容充电，给第一寄生电容放电，

开关模态6：在[t₅，t₆]时间段内，在t₅时刻，变压器副边绕组两端电压达到输出电压V_o，二极管导通，漏感电流i_Lr继续给第二寄生电容充电，给第一寄生电容放电，t₆时刻充放电过程结束，第一寄生二极管导通，此时给第一功率开关管触发信号，使第一功率开关管实现ZVS开通。

2.一种软开关隔离型开关电容调节器，其输入端与直流电压源连接，输出端与负载电路连接，其特征在于：所述软开关隔离型开关电容调节器包括变压器、励磁电感、漏感、隔直电容、第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、输出滤波电容，所述第一功率开关管的漏极、源极之间并接有第一寄生电容、第一寄生二极管，所述第二功率开关管的漏极、源极之间并接有第二寄生电容、第二寄生二极管，所述第三功率开关管的漏极、源极之间并接有第三寄生电容、第三寄生二极管；

其中：所述第一功率开关管漏极与直流电压源正极连接，变压器原边绕组一端与第一功率开关管源极连接，变压器原边绕组另一端与直流电压源负极连接，变压器副边绕组一端与隔直电容一极连接，隔直电容另一极、第二功率开关管漏极分别与第三功率开关管源极连接，第二功率开关管源极与漏感一端连接，漏感另一端与变压器副边绕组另一端连接，励磁电感并联在变压器副边绕组的两端，第三功率开关管漏极与输出滤波电容正极连接，输出滤波电容负极与第二功率开关管源极连接；

变压器连接方式1：变压器原边绕组1号端子与第一功率管漏极连接，原边绕组2号端子与直流电压源负极连接，变压器副边绕组的1号端子与隔直电容、励磁电感的连接点相连，变压器副边绕组的2号端子与漏感、励磁电感的连接点相连，变压器原边绕组1号端子与副边绕组1号端子为同名端；

软开关隔离型开关电容调节器在每个开关周期有4个开关模态：

开关模态1：在[t₀，t₁]时间段内，第一功率开关管、第三功率开关管导通，直流电压源V_in通过变压器折算到副边，漏感与隔直电容串联谐振，励磁电感上电流i_Lm正向线性下降后反向线性上升，

开关模态2：在[t₁，t₂]时间段内，第一功率开关管、第三功率开关管关断，变压器漏感电流i_Lr给第二寄生电容放电，同时给第三寄生电容充电，变压器原边电流给第一寄生电容充电，

开关模态3：在[t₂，t₃]时间段内，在t₂时刻，第二寄生电容两端电压放至0，第二寄生二极管导通，此时给第二功率开关管触发信号使第二功率开关管实现ZVS开通；变压器原副边脱开等效为励磁电感在工作，在该模态中励磁电感、漏感、隔直电容三个元件参与谐振，

开关模态4：在[t₃，t₄]时间段内，在t₄时刻，第二功率开关管关断，漏感电流i_Lr给第二寄生电容充电，给第三寄生电容放电，直至在t₄时刻充放电过程结束，第三寄生二极管导通，给第三功率开关管触发信号，使第三功率开关管实现ZVS开通，同时给第一功率开关管触发信号；

变压器连接方式2：变压器原边绕组1号端子与第一功率管漏极连接，原边绕组2号端子与直流电压源负极连接，变压器副边绕组的2号端子与隔直电容、励磁电感的连接点相连，变压器副边绕组的1号端子与漏感、励磁电感的连接点相连，变压器原边绕组1号端子与副边绕组1号端子为同名端；

软开关隔离型开关电容调节器在每个开关周期有4个开关模态：

开关模态1：在[t₀，t₁]时间段内，第一功率开关管、第二功率开关管导通，直流电压源V_in通过变压器折算到副边，漏感与隔直电容串联谐振，励磁电感上电流i_Lm正向线性下降后反向线性上升，

开关模态2：在[t₁，t₂]时间段内，第一功率开关管、第二功率开关管关断，变压器漏感电流i_Lr给第三寄生电容放电，同时给第二寄生电容充电，变压器原边电流给第一寄生电容充电，

开关模态3：在[t₂，t₃]时间段内，在t₂时刻，第三寄生电容两端电压放至0，第三寄生二极管导通，此时给第三功率开关管触发信号，使第三功率开关管实现ZVS开通，变压器原副边脱开等效为励磁电感在工作，在该模态中励磁电感、漏感、隔直电容三个元件参与谐振，

开关模态4：在[t₃，t₄]时间段内，在t₃时刻，第三功率开关管关断，漏感电流i_Lr给第三寄生电容充电，给第二寄生电容放电，直至在t₄时刻充放电过程结束，第二寄生二极管导通，给第二功率开关管触发信号使第二功率开关管实现ZVS开通，同时给第一功率开关管触发信号。

3.根据权利要求1所述的一种软开关隔离型开关电容调节器，其特征在于所述功率开关管为MOS管或者IGBT管。

4.根据权利要求2所述的一种软开关隔离型开关电容调节器，其特征在于所述功率开关管为MOS管或者IGBT管。