少开关低电压应力电流连续且共地的高增益Buck/Boost变换器OA北大核心CSTPCD

传统Buck/Boost双向直流变换器的升压能力较弱,且开关管承受较高的电压应力(等于高压侧电压),导致变换效率较低,同时高压侧电流存在较大的脉动,电容电流应力较大,需要增大滤波电容,降低了可靠性。文章提出了一种改进的Buck/Boost双向变换器,其在传统拓扑的基础上增加了一个开关管、一个电感和两个电容,实现了连续的输入输出电流特性,减小了高压侧电容的电流应力。此外,Boost模式下的电压增益被提升,且所有开关管的电压应力均降低为高压侧和低压侧电压的差值,从而改善了变换效率。文章详细分析了所提双向变换器的工作原理、稳态特性、控制策略,建立了小信号数学模型,并通过一台100 W/120 kHz的样机验证了其可行性。实验结果表明,其在宽工作范围内均具有较高的效率,且最高效率达到95.6%。