万文轩 刘 纲 尹 力 傅 萌

(1. 国网湖北省电力有限公司武汉供电公司 武汉 430000；2. 东南大学电气工程学院 南京 210096)

1 引言

随着电子电气技术的飞速发展以及可再生能源的广泛应用，高压母线与低压负载之间的压差愈发加大。例如数据中心电源架构中母线电压逐渐向400 V 发展，而目前主流的先进芯片组供电电压则低于1 V，降压比达1∶400[1]。在户用光伏储能应用中，面板阵列输出电压与电池组电压之间的降压比通常也低于1∶10[2]。为了适配母线与负载之间的大压差，通常需要使用高性能、大降压比的降压转换器。

一种方案是使用经典的Buck 变换器直接降压，但此时通常工作在极小占空比，导致变换效率、器件应力、电磁干扰都非常恶劣[3-4]。其次，可以考虑加入高频变压器进行降压，但同时也增加了体积和控制复杂度，且变压器漏感会导致额外的损耗和器件应力[5-7]。另一种方法是将多级Buck 电路级联，尽管开关器件的应力有所改善，但是整体电路的效率较低，且电路元件众多，控制复杂[8-10]。此外，所谓的二次Buck 变换器是在传统Buck 电路的输入侧加入一级低侧开关型降压单元，从而实现较大的降压比，但是主控开关的电压应力高[11-13]。文献[14-15]研究了基于耦合电感的Buck 变换器，通过引入匝比这个变量来改变电压增益以实现较大的降压比，然而主控开关的电压应力为输入电压与部分线圈感应电压之和，加上漏感所致尖峰电压的存在，应力依旧较高。为了吸收漏感导致的尖峰电压，文献[16]研究了基于耦合电感的二次Buck变换器，其中的低侧开关型降压单元同时起到无损钳位的作用，但是主控开关电压应力大的问题依然存在。……