陈 仲， 章修齐， 汪柯文， 王傲雪

(南京航空航天大学 自动化学院，江苏 南京 211106)

0 引言

当前，我国各高校开设的“电力电子技术”课程所使用的相关教材中，内容较为陈旧，与当前学术研究热点之间存在较大的差距。例如，各教材在非隔离直流变换器方面普遍只介绍Buck等六种基本变换器，而对其衍生拓扑则没有进行阐述[1～2]。笔者在教学过程中发现，上述不足造成学生知识水平与当前学术研究和实际应用脱节，同时各知识点之间联系的不紧密也会造成学生难以融会贯通[3]。

具有双向功率流能力的双向变换器常用于蓄电池充放电管理、燃料电池供电系统和新能源发电领域，是当前DC-DC变换器研究及应用领域的热点之一。其中双向Buck/Boost变换器因具有结构简单、能量传输效率高等多种优点而被广泛应用于低压大电流场合[4～5]。

笔者结合研究实践，从单向Buck和Boost变换器出发，推导出双向Buck/Boost变换器的主电路拓扑，有助于学生了解它们之间的内在联系和差异，重点介绍其工作于电感电流过零模式下软开关的实现过程，并给出相关参数设计准则，进一步增强学生理解软开关技术如何有效应用于常见变换器，增强学生学习电力电子的系统性。

1 主电路拓扑生成

图1(a)给出了基本单向Buck变换器的主电路拓扑，结合图可知，单向Buck变换器输入源在左侧，负载在右侧，包含一个开关管Q和续流二极管D，滤波电感电流iLf平均值必须恒大于零，即功率只能从左向右单向流动。同理，图1(b)所示的单向Boost变换器功率只能从右向左流动。……