摘要：单向直流变换器在新能源发电系统、电动汽车充电桩及电力机车中应用广泛，研制轻量化、耐高压、高效率的单向直流变换器具有重要意义。作为隔离型单向直流变换器常用的整流器件之一，二极管结电容易与变压器漏感发生谐振，导致严重的电压尖峰问题。

单向直流变换器在新能源发电系统、电动汽车充电桩及电力机车中应用广泛，研制轻量化、耐高压、高效率的单向直流变换器具有重要意义。作为隔离型单向直流变换器常用的整流器件之一，二极管结电容易与变压器漏感发生谐振，导致严重的电压尖峰问题。

北京交通大学刘妍、杨晓峰等提出一种基于二次侧移相的单向隔离型谐振开关电容变换器拓扑，其二次侧整流单元由一个开关半桥和二极管半桥组成，避免了二次侧二极管振荡的产生，可实现所有开关器件的零电压软开关。

图1 典型UI-RSCC拓扑

他们详细分析了输入直流电容的自均压机理，提出其输出电压的控制策略，讨论单向隔离型谐振开关电容变换器三种运行模式的工作模态，并建立了数学模型，分析了单向隔离型谐振开关电容变换器的输出特性及其软开关条件。

图2 UI-RSCC实验样机

图3 6个输入直流电容、2个隔离整流单元典型拓扑

结果表明，单向隔离型谐振开关电容变换器可实现输入直流电容电压的自动均衡，降低了开关器件的电压应力；通过复用部分开关，减少了所需的开关器件数量；使用电容滤波即可实现所有开关器件的软开关，且无需额外的钳位电路。最后，通过仿真及实验结果验证了理论分析的正确性，证明其在城轨交通辅助变流器等能量单向流动的场合有良好的应用前景。

本工作成果发表在2024年第15期《电工技术学报》，论文标题为“地铁杂散电流干扰变压器多场传播模-态分析”。本课题得到北京市自然科学基金项目和国家自然科学基金重点项目的支持。

来源：电气技术一点号