1、引言

燃料電池車動力系統中常需要一個大功率DC/DC變換器將燃料電池與動力驅動系統及能量存儲系統連接以實現功率調節，且該大功率DC/DC變換器升壓比一般不大，通常無需隔離。綜合分析現有DC/DC變換器結構，非隔離Boost變換器結構簡潔、效率較高、輸入電流連續，非常適用于燃料電池車功率調節。

但在傳統大功率硬開關變換器中，IGBT關斷時存在電流拖尾現象，關斷損耗非常嚴重。傳統軟開關大都應用諧振原理，使功率管中的電流(電壓)按正弦或準正弦規律變化。當電流自然過零或電壓為零時，使功率管導通或關斷，從而減少功率管開關損耗。

這里針對大功率IGBT的關斷損耗問題提出一種新型軟開關Boost變換器，有效減小了主功率管的關斷損耗，實現了輔助功率管的零電壓、零電流開關。且與其他軟開關Boost變換器相比，該變換器電路簡單、體積小、重量輕、效率高，可在全負載范圍內可靠工作，非常適用于燃料電池車。

2、電容緩沖軟開關Boost變換器

2.1、電路結構

對于采用IGBT的大功率Boost變換器，功率管的關斷損耗通常遠大于其開通損耗。采用反向恢復電流幾乎為零的SiC二極管可有效減小功率管開通損耗。電容緩沖軟開關主要用來解決Boost變換器中主功率管V1的關斷損耗。在V1關斷過程中，電容緩沖電路減緩了V1的電壓上升率，減小了V1關斷時的電流拖尾，從而有效減小了V1的關斷損耗。圖1為電容緩沖軟開關Boost變換器。其中，VD1為主二極管，L1為主升壓電感，C1為輸出濾波電容。電容緩沖電路由輔助開關管V2和V3、輔助二極管VD2和VD3、緩沖電容C2組成。

圖2示出電容緩沖軟開關Boost變換器的主要工作波形

2.2、軟開關實現條件

可見，該軟開關實現條件非常簡單，只要保證V2，V3在V1關斷前導通，而且在V1再次導通前關斷即可。V2，V3采用恒定占空比實現C2充電(V3導通)和放電(V2導通)，V1關斷時間與V2，V3的導通時間保持同步，通過調節V1的開通時間即可調節其占空比。