近年来，在众多工业领域中都需要高效率、高增益DC-DC变换器，如新能源汽车、光伏发电系统和航空航天领域等。这些应用场合对变换器的电压提升能力和工作效率提出了较高要求。就光伏系统而言，受限于光伏电池的自身特性，其输出电压通常不超过50 V，在并网过程中，较低的输出电压一般需要升高至380~760 V，传统升压变换器已经难以满足其高升压需求[1-3]。另外考虑到实际应用中的系统经济性等因素，在该类应用场合中要求变换器具有较强的升压能力以及更高的工作效率。

开关频率是变换器的一个重要参数，直接影响到变换器中无源器件的体积和重量。为了追求更低的成本和更高的功率密度，就需要提高变换器开关管的工作频率[4,5]。然而开关频率的提高会使开关损耗增加，导致变换器工作效率下降，同时散热器的体积和重量也会随之增加[6,7]。采用软开关技术，理论上可以将开关损耗降至零，近年来国内外众多学者针对各种升压型DC-DC变换器提出了多种软开关实现方案[8-17]。

根据实现软开关的缓冲电路中是否含有有源开关，可以将其分成有源型和无源型两大类。文献[8-12]中提出了多种有源型方案。文献[8]提出了一种包含两个有源辅助开关、两个电容和一个电感的有源型缓冲电路，所有开关均实现了软开关，开关损耗得到显著降低。

文献[9]中提出的有源型缓冲电路，不仅减小了开关的关断损耗，同时降低了主开关端电压上升的速度，使IGBT能在相对较高的频率下工作。文献[10]中提出的有源型缓冲电路不仅使得开关损耗减少，同时借助耦合电感实现了高增益，并通过漏感降低了二极管关断时反向恢复电流带来的消耗，提升了变换器工作效率。

文献[11,12]利用谐振构建的有源型方案，使主功率开关实现了软开关，虽然变换器工作效率得到了提升，但谐振增大了开关器件的电压电流应力。综合上述方案可见，有源型缓冲电路虽可以有效提高变换器的工作效率，但会带来变换器控制策略和驱动电路的复杂化，并且成本相对较高。

相比有源型方案，无源型方案因其不含有额外的开关，变换器驱动及控制电路设计相对简单，可靠性也更高。文献[13,14]提出了两种谐振型无源缓冲方案，有效降低了开关损耗，工作效率得到提高，但由于谐振的使用，开关器件承受的电压电流应力较大。

文献[15]基于耦合电感提出了一种无源缓冲电路，开关管实现了无损零电流零电压开关，主辅二极管均实现了无损零电流关断和无损零电压导通，但因耦合电感间的漏感，增大了开关器件的电压电流应力。

总的来看，这类基于无源器件谐振工作实现软开关的方案存在的主要问题有：①对变换器工作点要求较高，不适用于输入输出功率波动较大的应用场合；②开关器件承受的电压电流应力较大。文献[16,17]中提出了两种非谐振型无源缓冲方案，其中文献[16]所提方案由两个电容和四个二极管构成，所有功率开关均实现了无损零电流零电压开关。

文献[17]所提方案包括一个电感、两个电容以及两个二极管，在所提无源缓冲方案的帮助下，开关损耗得以减少。可以看出，这类非谐振型无源缓冲电路不仅有效降低了开关损耗，且对系统工作点没有严格的要求。主要存在的问题是缓冲电路中无源器件较多，导致变换器功率密度和经济性下降。

三峡大学新能源微电网湖北省协同创新中心的研究人员邾玢鑫、宋坤，在2018年第15期《电工技术学报》上撰文，在前期研究基础之上，提出了一种基于无源缓冲电路的零电压关断非隔离型高增益DC-DC变换器，所提无源缓冲电路仅含一个吸收电容和两个辅助二极管，实现了所有功率开关的无损零电压关断，变换器的工作效率得到了有效提高，具有拓扑结构简单、成本低、不影响原变换器控制策略和性能等优点。

作者最后认为，理论分析与实验结果表明本文所提变换器具有以下特点：①所提无源缓冲电路结构简单，成本低，有效实现了开关管的零电压关断，变换器工作效率高；②变换器实现了高增益且输入输出电压增益可调；③开关器件电压应力低。上述特点使得所提方案较适用于光伏发电等应用场合。

图5 实验样机