隨著科技的迅速發展,電子產品日新月異與半導體製程技術進步,電子產品逐漸要求體積小且效率高。過去研究線性式電源供應器(Linear Power Supply)設計使用較大的隔離變壓器,其轉換效率較低且產生較多的熱,故需要體積較大的散熱片,因而被切換式電源供應器取代。

       切換式電源供應器(Switching Power Supply)取代線性式電源供應器,電源供應器若提升切換頻率,可以有效縮小變壓器與電感鐵芯的體積、降低輸入、輸出電容的容值,並且效率較線性式電源供應器高,因此切換式電源供應器具有體積小、重量輕、效率高的優點;一般切換式電源供應器採用傳統硬式切換,功率電晶體操作頻率增加時,功率電晶體的切換損失也隨著增加,功率電晶體使用的散熱片不僅體積變大並且使效率降低。

       一般硬式切換(Hard Switching)是當功率電晶體在切換時,因為變壓器一次側諧振電感、線路雜散電感與功率電晶體的寄生電容,導致功率電晶體導通時,汲極-源極(Drain-Source)電壓尚未降零,功率電晶體的汲極-源極電流已經開始上升,造成功率電晶體導通時的切換損失;功率電晶體截止時,功率電晶體的 尚未降為零,功率電晶體的 已經開始上升,造成功率電晶體截止時的切換損失,導通時功率電晶體之汲極-源極的電流快速上升產生電流突波,此電流突波可能導致功率電晶體燒毀,截止時功率電晶體之汲極-源極的電壓快速上升產生電壓突波,此電壓突波可能導致功率電晶體燒毀,因此使用硬式切換造成功率電晶體須承受更大的切換突波(Switching Surge)以及切換損失,隨著切換頻率提升,電路整體的效率也會跟著下降。使用硬式切換會產生切換突波,也會造成噪聲干擾誤動作,導致功率電晶體穩定性與電路效率下降。

       因此若採用柔性切換的技術,可大幅改善功率電晶體的切換損失。採用全橋相移式架構,利用電路隔離變壓器一次側漏感(Leakage Inductance)與外加諧振電感兩者之和即為諧振電感與功率電晶體之寄生電容達到共振效果,使功率電晶體導通前其汲極-源極電壓降為零,即為零電壓切換,讓電路整體效率提升。柔性切換中使用零電流切換即為功率電晶體截止時,功率電晶體的電流已經下降至零後其電壓才開始上升,使功率電晶體上電壓與電流的乘積為零,降低截止時之切換損失;零電壓切換即為功率電晶體導通時,功率電晶體的電壓已經下降至零後其電流才開始上升,使功率電晶體上電壓與電流的乘積為零,降低導通時之切換損失。柔性切換技術可以降低硬式切換的切換損失,並抑制切換突波,降低電磁干擾,增加功率電晶體性能。