具有谐振软开关的改进型Buck-Boost变换器

荣德生; 马登勋; 孙瑄瑨

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1422

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具有谐振软开关的改进型Buck-Boost变换器

更新时间：2026-01-08

- 具有谐振软开关的改进型Buck-Boost变换器
- 具有谐振软开关的改进型Buck-Boost变换器
- 太阳能学报 2025年46卷第12期页码：216-224
- 作者机构：
- 作者简介：
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- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1422
  中图分类号： TM46
- 网络出版：2026-01-07，
  
  纸质出版：2025
- 稿件说明：
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荣德生, 马登勋, 孙瑄瑨. 具有谐振软开关的改进型Buck-Boost变换器[J]. 太阳能学报, 2025,46(12):216-224.

荣德生, 马登勋, 孙瑄瑨. 具有谐振软开关的改进型Buck-Boost变换器[J]. 2025, 46(12): 216-224.
荣德生, 马登勋, 孙瑄瑨. 具有谐振软开关的改进型Buck-Boost变换器[J]. 太阳能学报, 2025,46(12):216-224. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1422.

荣德生, 马登勋, 孙瑄瑨. 具有谐振软开关的改进型Buck-Boost变换器[J]. 2025, 46(12): 216-224. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1422.

摘要

针对传统DC-DC变换器存在电压增益低

电压应力高

硬开关、二极管反向恢复大等问题

该文提出带有谐振软开关的高增益耦合电感Buck-Boost变换器。该变换器是将C-L-VD-C单元、有源钳位支路、耦合电感倍压单元以及谐振电容、输出电感加入到Buck-Boost变换器得到。通过C-L-D-C单元、耦合电感倍压结构实现高电压增益。构建电容-电感回路

实现低输出电流纹波。通过有源钳位支路可使所有开关管都工作在零电压开关（ZVS）条件下。通过LC谐振实现所有二极管的零电流关断

减小因二极管的反向恢复特性造成损耗

提出变换器的拓展结构。对变换器性能进行详细的分析

给出实现软开关的临界条件。搭建一台150 W的样机

对变换器进行理论分析的验证。

Abstract

This paper proposes a high-gain coupled inductor Buck-Boost converter with resonant soft-switching to address the low voltage gain

high voltage stress

hard switching

and significant reverse recovery of diodes inherent in traditional DC-DC converters. The converter is realized by integrating the C-L-VD-C unit

active clamp branch

coupled inductor voltage-doubling unit

resonant capacitor

and output inductor into the Buck-Boost converter. High voltage gain can be achieved through the C-L-D-C unit and the coupled inductor voltage-doubling structure. A capacitor-inductor loop is established to achieve low output current ripple. The active clamp branch allows all switches to operate under zero-voltage switching （ZVS） conditions. Zero current turn-off of all diodes is realized through LC resonance

reducing losses caused by the reverse recovery characteristics of the diodes

and an extended structure of the converter is proposed. A detailed analysis of the converter’s performance is conducted

providing the critical conditions for achieving soft-switching. A 150 W prototype was built to verify the theoretical analysis results

关键词

Keywords

references

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