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近年来,一次性能源渐渐走向枯竭,风能、光伏、燃料电池等可再生能源发展迅速。然而,光伏、燃料电池等新能源发电方式通常输出的是较宽范围的低压直流电,因此需要高电压增益的DC-DC变换器将其升至一个较高的电压以满足并网或负载的需求。故本课题采用开关电容技术以及耦合电感技术,研究一种新型高效高增益软开关DC-DC变换器。开关电容变换器虽可以通过累加开关电容单元获得高增益,但其增益不可调,结构复杂。因此,本文将传统的Buck-Boost、Boost变换器与开关电容单元结合,提出四种带有电感储能单元的开关电容变换器,相比于传统Buck-Boost、Boost变换器,其电压增益提升了一倍以上。为进一步提高增益,应用耦合电感,构成类似于反激结构的叠加升压单元,获得基于耦合电感的复合I型开关电容变换器(Coupled Inductor and Switched Capacitor Composite I-type,CISCC-I),电压增益得到进一步提高,基于PSIM仿真软件进行了验证。在CISCC-I DC-DC变换器的基础上,引入三绕组耦合电感,提出一种新型基于开关电容和耦合电感的高增益软开关DC-DC变换器(Switched Capacitor and Coupled Inductor High Gain,SCCIHG)。分析了其工作原理以及静态工作特征,并给出了关键参数设计。进一步考察该变换器的开关条件,耦合电感的续流使得全部的开关管均可在较大的范围内实现零电压开通。同时,由于开关电容特有的有源吸收电路的功能可以减小开关管的关断电压尖峰,降低其电压应力,因此,可选用耐压较低的开关管,这类器件的通态阻抗很小,开关管的损耗进一步降低。以上分析均通过PSIM仿真软件进行了验证。为了获得更加优异的动态性能,利用状态空间平均法(State space averaging,SSA)对本课题所提出的变换器进行了小信号建模,并在频域对其稳定性进行了研究。画出了其开环系统Bode图,根据所得的开环系统Bode图完成了控制器的设计,实现了闭环系统的稳定。闭环控制选用了数字控制方案,并对了轻载下的死区时间进行了优化设计。本文设计了一台100W的原理样机,当输入电压为25V的直流电时,输出为稳定的380V直流电,工作频率为100k Hz,在额定功率时效率为96%,实验结果与仿真所得结果、理论分析基本一致,证明了理论的正确性。