1.研究背景与意义

伴随着全世界不可再生能源消耗的快速增长，传统能源终有枯竭的时候，在此背景下新能源得到了较快的发展，如风能、太阳能、潮汐能以及燃料电池等。随着新能源技术的逐渐成熟，新能源在多种领域都得到了广泛的应用。对于这些新能源而言，其输出电压多半是在很宽的范围内变化，因而能适应宽范围输入，在宽范围内均能有良好性能的变换器则显得尤为需要。为此，基于宽范围输入变换器的研究已经成为近年来业界的重要方向。已取得的相关研究成果包括：高增益变换器、突破最大占空比限制的改进拓扑、优化宽输入变换器性能的新型调制和控制方法、升降压单级或组合式变换器、变结构技术等等。

提高输入电压适应范围的难点之一是：在最小输入电压时，电路仍应有足够高的增益以此来维持正常的输出电压。仅从输出稳压的角度来看，在输入电压变大时仅仅需要减小占空比即可；在输入电压变小时则需要增大占空比，但易知其不能无限增大，因而可知输入电压范围的下限值则主要受最大占空比的制约。变结构技术是一种有效解决思路，但是变结构拓扑有效提高了输入电压适应范围和效率的同时必须增加电路冗余，硬件代价和复杂度大幅上升。现提出一种较为简单的变匝比变换器技术，在提高输入电压适应范围的同时，效率、应力、纹波等易于优化，只增添少量器件，且新增器件的控制简单易行。该方法可独立作为宽输入变换器的一种实现思路，也可与前人的技术方法结合起来使用。

2.移相全桥直流变换器工作原理

图1 移相全桥拓扑结构图

图1为移相全桥拓扑结构图。其中，S1-S4为主功率开关管，记D1-D4和C1-C4分别为主功率开关管S1-S4的体二极管以及两端所并联电容；Cb为变压器一次侧用于隔直所串联的电容，用以防止高频变压器因直流偏磁而导致磁芯饱和；Lr为变压器一次侧添加的谐振电感，包括高频变压器一次侧的漏感；Ds1-Ds4为变压器二次侧全桥整流电路的功率二极管；Lf和Cf分别为二次侧输出滤波电感以及滤波电容。

图2 移相全桥拓扑关键波形