马兰新 钱晓东

摘 要：一种基于软开关技术的宽输入高增益DC/DC变换器，前级采用LCL谐振推挽电路，实现软开关、电气隔离、一级升压功能。后级采用BOOST电路，实现二级升压、输出稳压功能。对该变换器进行了理论分析，并设计制作了一台额定功率3kW的样机。采用TI DSP实现数字化控制，输入电压18-32Vdc，输出电压360Vdc，效率高达93%。理论和实验结果表明，该变换器工作稳定可靠，具有宽输入、高增益、高效率、电气隔离、输出稳压等优势。

关键词：软开关；DC/DC变换器；LCL谐振；推挽；BOOST；数字化控制

中图分类号：TN624 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）18-0024-03

Abstract： This paper studies a wide-input high-gain DC/DC converter based on soft switching technology. The LCL resonant push-pull circuit is used in the front stage to realize the functions of soft switching， electrical isolation and one stage boost. The latter stage adopts BOOST circuit to realize the function of two-stage boost and output voltage stabilization. The converter is theoretically analyzed and a prototype of rated power 3kW is designed and manufactured. Using TI DSP to realize digital control， the input voltage is 18-32Vdc and the output voltage is 360Vdc. The efficiency is as high as 93%. The theoretical and experimental results show that the converter works stably and reliably， and has the advantages such as wide input， high gain， high efficiency， electrical isolation and output voltage stabilization.

Keywords： soft switching； DC/DC converter； LCL resonance； push-pull； BOOST； digital control

引言

便携式光伏逆变器、新型燃料电池电源、车载逆变电源、航空或军用移动电源等设备一般采用低压电池供电，需要首先把电池电压升高到合适的值才能进行逆变输出，因此针对低压输入的宽输入高增益DC/DC变换器，众多学者进行了大量的研究。传统推挽电路因开关损耗大、副变二极管尖峰电压高等缺点逐渐被软开关推挽电路取代[1]。采用一级软开关推挽电路或BOOST+推挽电路较难做到稳压输出，开环控制给高频变压器绕制及电路元器件选型带来麻烦，增加了后级逆变电路成本，输入电压范围不能做到很宽[2、3]。文献[4]中采用了软开关推挽+BOOST的电路有效地解决了上述问题，但是由于推挽电路采用滤波电容和输入电感谐振实现软开关，在PWM控制上需要PUSH和PULL有重叠时间，重叠时间的长短直接影响着输出电压的稳定性，而确定重叠时间较为复杂且需要外加辅助电路实现定时，无疑增加了设计难度和电路成本。……