软开关技术,对于降低损耗、提高开关频率、简化散热设计、减小电磁干扰、提高系统可靠性都有一些优势。随着技术的进步,功率等级的提高和应用范围的扩大,软开关变流器将逐渐成为变流技术发展的重要方向,并得到越来越广泛的应用。适用于PWM变流器的软开关技术基本上可以归纳为两大类：直流侧谐振型和极谐振型。直流侧谐振型软开关变流器一般需要在主电路中串联整个或部分谐振回路,通态损耗较大；其次,由于三相桥臂同时获得软开关条件,PWM调制策略需要修改,辅助谐振回路的控制时序一般较为复杂；此外,有部分直流侧谐振型软开关变流器还会增加功率器件电压应力。而极谐振型软开关技术则刚好弥补了以上问题,更适合现代大功率变流器。本文在考虑非理想器件和线路杂散参数的影响下,针对IZCT和ARCP ZVT极谐振型软开关变流器,进行了详细的理论分析,建立了损耗计算模型,提出了一些改进方法和设计建议,并通过试验进行了验证。首先,研究了考虑二极管反向恢复时的IZCT型软开关变流器的谐振过程,给出了相应的谐振状态方程,从理论上分析了二极管反向恢复对各阶段谐振过程的影响,指出二极管反向恢复是造成IZCT型软开关变流器损耗增加的主要原因,并通过试验进行了验证。其次,研究了二极管反向恢复产生的机理,分析了软开关谐振参数对二极管反向恢复过程的影响。介绍了影响二极管反向恢复的重要参数——载流子寿命的提取方法,基于此参数,建立了IZCT软开关过程中四次关键的二极管反向恢复剩余载流子数量计算模型,计算结果与实测值基本吻合。基于二极管反向恢复时剩余载流子数量及电荷控制方程,重构了线性化的二极管反向恢复电流、电压波形,建立了相应的反向恢复损耗计算模型,模型计算得到的损耗数据与实测结果相符,验证了模型的正确性。第三,建立了IZCT型软开关变流器的总损耗模型,在不同谐振参数下进行了仿真分析和试验研究,验证了模型的正确性。根据模型,可以对软开关变流器中关键参数和器件进行选取。提出了减小软开通过程中主桥臂功率器件开通损耗的新型控制方法,通过改变软关断过程中主桥臂功率器件驱动脉冲时序,使谐振电容存储更多的能量用于下一次软开通过程的谐振,大大减弱了软开通过程中主桥臂二极管的反向恢复以及相应的开关损耗,并进行了试验验证。第四,研究了考虑杂散参数影响的ARCP ZVT型软开关变流器换流过程,建立了更为准确的换流过程方程和损耗模型,通过试验验证了换流方程和损耗模型的正确性,损耗模型具有较高精度。