考慮寄生參數的雙管升壓變換器高頻工作特性分析

郭英軍 孔德楷 湯 雨 孫鶴旭 董 硯

考慮寄生參數的雙管升壓變換器高頻工作特性分析

郭英軍1,2孔德楷1,3湯 雨1,3孫鶴旭1,2董 硯1,3

（1. 省部共建電工裝備可靠性與智能化國家重點實驗室（河北工業大學） 天津 300130 2. 河北科技大學電氣工程學院 石家莊 050018 3. 河北工業大學河北省電磁場與電器可靠性重點實驗室 天津 300130）

相比傳統的Boost變換器，雙管升壓變換器可以獲得更高的增益，有效地降低了開關管的電壓/電流應力，可以作為光伏系統和燃料電池系統的接口變換器。為了提升功率變換系統的功率密度，需要進一步提升開關頻率。然而低開關頻率下對電路分析可以忽略的寄生參數在高頻條件下將對變換器的增益和器件應力帶來重要影響，但目前針對雙管升壓變換器的分析方法難以評估高頻下電路寄生參數對性能的影響。針對該問題，該文建立高頻下考慮寄生參數的雙管升壓變換器模型，根據潛電路分析法提出考慮寄生參數的雙管變換器潛在的電路模態，分析高頻條件下寄生參數對雙管升壓變換器增益、功率器件的電壓/電流應力、變換器損耗和效率等方面的影響。最后，在實驗室中建立雙管升壓變換器實驗平臺，對高頻下電路性能進行驗證。

高開關頻率 寄生參數 雙管升壓變換器 特性分析

0 引言

在小功率光伏、燃料電池等新能源發電系統中，輸出電壓相對較低，為了實現新能源并網發電，需要使用高增益DC-DC變換器將較低的直流電壓轉換為較高的直流電壓[1]。

傳統的Boost變換器在使用過程中通常存在以下問題：①開關管和二極管的電壓應力較大；②開關損耗和二極管反向恢復損耗較大，導致變換效率低；③d/d較大，產生嚴重的電磁干擾（Electro- magnetic Interference, EMI）；④輸入電壓抗干擾能力差，動態性能差[2-4]。文獻[5]提出了一種雙管升壓變換器。該變換器通過開關S1和S2的同步通斷，實現了兩個電感的并聯充電和串聯放電。與Boost變換器相比，該變換器開關電壓和電流應力低，可以獲得更高的增益。然而，該拓撲結構對器件參數的一致性要求很高，尤其是高頻工況下會導致器件應力和增益的急劇惡化，對電路可靠運行帶來很大挑戰，需要考慮高頻下能夠反映電路工況變化的更精確的電路模型和分析方法[6]。

目前，對高頻條件下寄生元件影響的研究可概括為功率器件的開關性能、開關損耗、電磁干擾問題、變換器的特性分析等方面[7-10]。在前期研究中，B. Gutsmann通過電路模擬測量了電力電子系統中寄生元件的影響[7]。熊飛等分析了器件寄生參數對MOSFET開關損耗的影響，并提供了降低損耗的解決方案[8-9]。在文獻[10]中，采用潛電路模態分析方法，分析了考慮寄生參數后斷續導通模式（Discontinous Conducion Mode, DCM）升壓變換器工作特性的變化，證明了結合潛電路的思路來分析寄生參數對電路性能的影響是可行的。然而，現有針對高增益電路中寄生參數的影響分析都較為簡單，對考量高增益電路實際運行工況下的增益、器件應力等主要性能指標不夠精確，難以滿足工程設計要求[11-13]。

基于此，為了討論雙管升壓變換器在高頻工作條件下的工作特性能否滿足工作需求，本文通過潛電路分析法提出了雙管升壓變換器在高頻條件下的兩個潛在電路，在潛在電路的模態分析基礎上分析了寄生參數對變換器工作特性的影響，對變換器高頻下的增益和開關應力等性能進行了評估，從電路的角度量化寄生參數在高頻下對電路工作特性的影響[14-19]。

本文首先建立了高頻條件下考慮寄生參數的變換器模型，分析了潛在電路的工作模態，建立了模態方程。然后分析了寄生參數對工作特性如系統增益、開關應力和損耗與效率的影響。最后搭建了實驗樣機，對分析的可行性和準確性進行了驗證。

1 雙管升壓變換器等效模型建立

如圖1所示為理想雙管升壓變換器模型，圖中，in為輸入電壓，i為輸入電容，o為輸出電容，S1、S2為開關管，1、2為電感，VD為輸出二極管，L為負載。該變換器通過開關管S1、S2的通斷來改變電感1、2的連接方式，從而獲得較大的電壓增益。圖2展示了不考慮寄生參數的理想變換器模態過程。

圖1 理想雙管升壓變換器模型

為了方便分析，通常將高頻下線路中元器件非理想模型寄生參數等效為相應的寄生元器件，從對增益和應力影響程度的角度出發，對雙管升壓變換器電路中的主要元器件寄生參數考慮如下：

圖2 不考慮寄生參數的理想變換器模態過程

（1）電感：由于繞組間的靜電效應，電感元件兩端存在明顯的寄生電容，與電容元件類似，實際的電感除了基本的電感特性之外，還具有由繞組引起的非零直流電阻（Direct Current Resistance, DCR）特性。這使得當電流流過電感元件時，會產生一定的損耗。其中寄生電阻會影響輸出電壓的數值，從而對變換器的增益產生影響，屬于本文考慮的范圍；寄生電容的數值常為nF級，開關工作頻率內依然呈現為電感性質，本文忽略電感的寄生電容。對于電感1、2僅考慮其寄生電阻1、2

（2）二極管：由輸出特性可知，其導通時等效為一個電阻與一個理想的二極管串聯，但還要考慮在PN結附近，由空間電荷區的不可移動電荷與中性區一起構成等效寄生電容。對于二極管VD，本文僅考慮其寄生電容VD。二極管的寄生電阻并入與其串聯的電感寄生電阻中考慮，減少參數數量，方便計算。

（3）MOSFET：ds1ds2為漏源極之間的極間寄生電容，d_in、s_in為漏極和源極的寄生電感，sd為開關管外部等效寄生電阻，d_ex、s_ex為開關管外部等效寄生電感。驅動電阻g由于其數值較小且對變換器的影響主要體現在對驅動波形的影響，本文不做考慮。為了方便計算，令d=d_in+d_ex，s=s_in+s_ex。

（4）輸入、輸出濾波電容i、o：可通過外并電容來減小等效串聯電阻（Equivalent Series Resistance,ESR）、等效串聯電感（Equivalent Series Inductance, ESI）等寄生參數帶來的影響，分析時暫不考慮其寄生參數的影響。

開關管寄生電容等效示意圖如圖3所示。在常用考慮寄生參數的開關管模型中，開關管通常有ds、gs、gd三個寄生電容，如圖3a所示。本文為了簡化后續模態分析和特性分析，在開關管關斷過程中，將三個寄生電容等效為一個并聯在開關管兩端的寄生電容e。

圖3 開關管寄生電容等效示意圖

為了方便分析，通常高頻下線路中器件非理想模型是將寄生參數等效為相應的寄生元器件：電感1、2考慮其寄生電阻1、2；二極管VD考慮其寄生電容VD；對MOSFET來說，gs1、gs2、ds1、ds2、gd1、gd2分別為柵源極、柵漏極和漏源極之間的極間寄生電容，VDs1、VDs2為MOSFET的反并聯二極管，d-in、s-in為漏極和源極的寄生電感，g為開關管內部柵極寄生電阻與開關管外部驅動寄生電阻的總和，s、d為開關管外部等效寄生電阻，d-ex、s-ex為開關管外部等效寄生電感。為了方便計算，令d=d-ex+d-in，s=s-ex+s-in。考慮上述電路中元器件的寄生參數，在高頻條件下雙管高增益變換器的電路模型和部分電流電壓的波形如圖4所示。

圖4 考慮寄生參數的雙管升壓變換器

運用網孔組合分析法分析其高頻下寄生參數引發的潛在電路。首先，建立考慮高頻下寄生參數的

雙管升壓變換器無向圖如圖5所示。為了簡化分析，將o、L這兩條支路視為一條支路，且這條支路總是存在于各個工作模態中。

圖5 考慮高頻下寄生參數的雙管升壓變換器無向圖

通過網孔組合法的運算，得到變換器的五個有效工作模態，將這五個有效工作模態與圖2理想情況下的三個工作模態進行對比，得到高頻下考慮元器件非理想模型寄生參數引起的兩個潛在工作模態參與工作的支路如下：潛電路模態一，由支路in、11、s1s1、ds1、d1d1、22、s2s2、ds2、d2d2、VD、o，L組成；潛電路模態二，由支路in、11、s1s1、ds1、d1d1、22、s2s2、ds2、d2d2、VD、o、L組成。

2 雙管升壓變換器潛電路模態分析

考慮到重載下寄生參數引起的器件應力和增益的惡化更為顯著，本文對寄生參數影響的分析考慮連續模式。通過參與工作的支路繪出潛電路模態的工作模態，并對其工作特性方程進行分析。

為方便閱讀，將后文用到的符號進行統一解釋：s為s的端電壓；d為d的端電壓；s為s的端電壓；d為d的端電壓；ds為ds的端電壓，dsmax為ds的端電壓在一個工作周期內能達到的幅值最大值，dsmin為ds的端電壓一個工作周期內能達到的幅值最小值，dsp-p為ds的端電壓峰峰值；VD為VD的端電壓，VDmax為VD的端電壓一個工作周期內能達到的幅值最大值，VDmin為VD的端電壓一個工作周期內能達到的幅值最小值；s為s的電流；d為d的電流；s為s的電流；d為d的電流；ds為ds的電流。

2.1 潛電路模態一模態分析

其中

從理論實踐中可知，dsp-p相比于dsmax，其數值非常小，因此當≥on時，如果dsp-p的值小到一定程度，則可以認為該變換器電路在高頻下的運行過程將會越過潛電路模態一。此處可以設置一個潛電路一參與變換器工作的邊界值變量Udsp-p/Udsmax，當Udsp-p/Udsmax＜時，變換器可以跳過潛電路模態一運行；當Udsp-p/Udsmax≥時，潛電路模態一參與到變換器的工作模式之中。

2.2 潛電路模態二模態分析

其中

由分析可知，VD在off時刻兩端電壓達到最大值VDmax，VD在DCM時刻放電至最小值VDmin，代入式（3）中的VD的表達式中求得

由以上對潛在電路的分析可知，在高頻條件下，由于寄生電容的存在會使得電路中出現高頻下感容諧振的現象，諧振的出現將會導致變換器的輸出增益、開關器件的應力大小和器件損耗的數值發生變化，下文將對高頻下的工作特性進行分析。

3 寄生參數對變換器影響

根據電路的能量守恒定律，列寫方程式為

式中，s=offton。

3.1 潛電路對變換器輸出增益的影響

1）不考慮寄生參數的理想狀況下

根據伏秒平衡原理以及模態二中的電感電流i與二極管VD的電流之間的關系，可以得到理想變換器的輸入電壓與輸出電壓關系為

2）考慮寄生參數的狀況下

同理根據伏秒平衡原理以及模態一中的電壓與開關管和二極管的電壓之間的關系，可以得到考慮寄生參數變換器的輸入電壓與輸出電壓關系為

導通狀態

關斷期間

解得

由以上分析可知，理想工作狀態下變換器的輸出增益為一個恒定值；考慮高頻下元器件的非理想模型時，受電路中的寄生參數的影響，變換器的輸入電壓與輸出電壓的關系不再是一個恒定值，輸出增益將會因寄生參數VDdsdL的數值增大而降低。各個寄生參數數值變化對變換器增益的影響如圖8所示。

圖8 不同寄生參數數值變化對變換器增益影響

圖8的四組曲線為不同寄生參數對變換器增益的影響，隨著寄生參數的增大和輸出功率的提升，變換器增益下降明顯。

3.2 潛電路對器件開關應力的影響

為了進一步研究高頻下寄生參數對變換器的開關管器件應力的影響，通過對第2節中模態的整理得到，考慮寄生參數后開關器件的應力表達式和理想低頻下的應力表達式對比如下。

不考慮寄生參數的理想狀況

考慮寄生參數的狀況

設定工作條件為e=232pF，VD=60pF，s= 0.05W，e=147nH。考慮寄生參數的應力和低頻下理想應力對比如圖9所示。

由圖9可知，考慮寄生參數模型的MOS管和二極管的電壓應力均比理想模型的電壓應力值大，且隨著寄生參數的數值逐漸增大，MOS管和二極管的電壓應力均呈現增大的趨勢，此外相對于二極管電容寄生參數VD，MOS管的電容寄生參數ds的數值增大時，MOS管和二極管的電壓應力的增大趨勢更加明顯。

圖9 考慮寄生參數的應力和理想應力對比

4 仿真和實驗驗證

實驗室中搭建雙管升壓變換器的實驗平臺，對該變換器中元器件的選擇和參數設置見表1。

表1 變換器元器件和參數數值的選擇

Tab.1 Selection of converter device type and parameter value

使用Saber軟件導入表1參數進行仿真，得到的仿真波形如圖10所示。

圖10 fs=200kHz，寄生參數數值相同仿真波形

仿真波形表明，由于高頻條件下的寄生電容與電感發生諧振，導致MOSFET電壓和二極管電壓的幅值均增大，MOSFET電壓和二極管電壓在導通狀態下不再是一個定值而是表現出振蕩的狀態，與前面的分析一致。從圖10b中可以看到，在MOS管開關時刻電壓波形有尖峰存在，該處的波形尖峰和振蕩波形畸變是由于寄生參數的影響，即本文分析和討論的潛電路在高頻條件下針對變換器工作特性的影響。在潛電路模態一結束后進入理想模態二，此時兩個開關管S1、S2同時關斷，兩個開關管承受的電壓之和等于輸出電壓，但是由于兩個開關管參數不可能完全一致，其各自的分壓會存在一定程度的振蕩。

在實際工況下，開關管S1、S2的寄生參數數值很難保證完全一致，圖11為S1寄生參數s1=0.1W，ds1=464pF，S2寄生參數s2=0.05W，ds2=232pF條件下的仿真波形。此時，電感電流1的脈動量小于2的脈動量，同時寄生參數數值不一致時，開關管的振蕩更為嚴重。

圖11 fs=200kHz，寄生參數數值不同的仿真波形

在實驗室中搭建的雙管高增益變換器的實驗平臺如圖12所示。

圖12 雙管高增益變換器實驗平臺

設置非理想模型中的上、下兩個橋臂的元器件寄生參數數值相同，s=200kHz，i=30V，o200V，o=200W的實驗波形如圖13所示。

圖13 fs=200kHz，寄生參數數值相同的實驗波形

通過s=200kHz的實驗波形可知，在高頻條件下器件的波形中出現了感容諧振現象，器件的開關應力幅值相比低頻條件下出現提升，MOSFET電壓和二極管電壓在導通狀態下不再是一個定值而是表現出振蕩的狀態，寄生參數在高頻下對開關器件應力的影響和仿真結果一致。

為驗證開關管寄生參數數值不同對變換器的影響，設置開關管S1的寄生參數數值為s1=0.1W，ds1= 464pF，開關管S2的寄生參數數值為s2=0.05W，ds1= 232pF，開關管寄生參數數值不同的實驗波形如圖14所示。

圖14 fs=200kHz，開關管寄生參數數值不同的實驗波形

通過圖14a實驗波形可以看出，相比于上橋臂的電感電流1，下橋臂的電感電流2的諧振波形幅值增大了0.64A，并且幅值出現的時間滯后了8.3ms。通過圖14b實驗波形可以看出，MOSFET諧振電壓的幅值也不再保持一致，諧振電壓ds2的幅值比諧振電壓ds1幅值高7V。通過上述分析可知，當開關關斷時，由于寄生參數的影響，變換器無法實現理想條件下的均壓。這對開關器件的選型和實際電路運行中電壓的波動范圍選擇提出了更高的要求。

對比實驗波形和仿真波形可見，電感電流幅值和相位在仿真和實驗中存在一定的差異，其原因為在實際實驗中存在PCB寄生參數和連接線中的寄生參數，而這些參數在仿真中是沒有被考慮，這些因素會導致仿真和實驗波形存在差異。在實際實驗過程中，電感、開關管等寄生參數難以保證完全一致，對電路的對稱性造成影響，導致電感1和2運行工況出現差異。

在o=50W、100W、150W、200W，s=200kHz，in=30V，out=200V的工作條件下，變換器在根據增益公式（12）計算得到的輸出增益和實驗條件下實際測量的輸出增益如圖15所示。

圖15 理論計算和實驗測量增益對比曲線

理論分析和仿真中只考慮了對增益影響較明顯的主要寄生參數，實際工況下的電路還存在如PCB寄生參數、二極管寄生電感及線路電阻等寄生參數。隨著功率的提升，未考慮的寄生參數引起的電路壓降更為明顯，導致理論分析和實驗測試結果之間差異增大。后續還需要進一步建立更為精確的寄生參數下的電路分析模型，以提供更為準確的設計依據。

5 結論

本文以雙管高增益變換器為研究對象，分析了高頻下考慮寄生參數的變換器工作特性。建立了考慮寄生參數的雙管高增益變換器模型，通過對潛電路的分析，得到了兩種潛電路工作模式。通過對器件工作特性的分析，發現考慮器件在高頻下的寄生參數會降低電壓增益，增大開關管電壓應力。最后，通過實驗進行了驗證。本文對高頻下變換器的工作特性進行了分析，且對高頻下器件的選擇和電路設計具有參考意義。本文對潛電路分析是基于開關周期時間尺度內電路寄生參數對變換器性能的影響而討論的，考慮器件開關過程更為精確的電路模型分析還有待進一步研究。

[1] Li Min, Zhang Bo, Qiu Dongyuan. Sneak circuit analysis for a DCM fly-back DC-DC converter considering parasitic parameters[C]//2016 IEEE 8th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC-ECCE), Hefei, China, 2016: 22-26.

[2] Zhang Bo, Qiu Dongyuan. Sneak circuits in power converters: concept, principle and application[J]. CPSS Transactions on Power Electronics and Appli- cations, 2017, 2(1): 68-75.

[3] 肖龍, 伍梁, 李新, 等. 高頻LLC變換器平面磁集成矩陣變壓器的優化設計[J]. 電工技術學報, 2020, 35(4): 758-766.

Xiao Long, Wu Liang, Li Xin, et al. Optimal design of planar magnetic integrated matrix transformer for high frequency LLC converter[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2020, 35(4): 758-766.

[4] 倪瑞政, 李庭, 陳杰, 等. 一種脈沖式死區補償方法的研究[J]. 電工技術學報, 2019, 34(2): 553-559.

Ni Ruizheng, Li Ting, Chen Jie, et al. Research on a pulse dead zone compensation method[J]. Transa- ctions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(2): 553-559.

[5] Liu Hongchen, Li Fei. Novel high step-up DC-DC converter with active coupled-inductor network for a sustainable energy system[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2015, 30(12): 6476-6482.

[6] 王萍, 陳博, 王議鋒, 等. 一種多諧振隔離雙向DC-DC變換器[J]. 電工技術學報, 2019, 34(8): 1667-1676.

Wang Ping, Chen Bo, Wang Yifeng, et al. A multi resonant bidirectional DC-DC converter[J]. Transa- ctions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(8): 1667-1676.

[7] Gutsmann B, Mourick P, Silber D. Exact inductive parasitic extraction for analysis of IGBT parallel switching including DCB-backside eddy currents[C]// 2000 IEEE 31st Annual Power Electronics Specialists Conference (Cat. No.00CH37018), Galway, Ireland, 2000: 1291-1295.

[8] Chen Zheng, Boroyevich D, Burgos R. Experimental parametric study of the parasitic inductance influence on MOSFET switching characteristics[C]//The 2010 International Power Electronics Conference (ECCE Asia), Sapporo, Japan, 2010: 164-169.

[9] 熊飛, 張軍明, 錢照明. 寄生參數對有源功率因數校正器電流畸變的影響[J]. 中國電機工程學報, 2010, 30(21): 40-47.

Xiong Fei, Zhang Junming, Qian Zhaoming. Effect of parasitic parameters on current distortion of Boost PFC circuit[J]. Proceedings of the CSEE, 2010, 30(21): 40-47.

[10] Li Min, Zhang Bo, Qiu Dongyuan, et al. Sneak circuit phenomena in a DCM Boost converter considering parasitic parameters[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2017, 32(5): 3946-3958.

[11] 劉佳斌, 肖曦, 梅紅偉. 基于GaN-HEMT器件的雙有源橋DC-DC變換器的軟開關分析[J]. 電工技術學報, 2019, 34(2): 534-542.

Liu Jiabin, Xiao Xi, Mei Hongwei. Soft switching analysis of dual active bridge DC-DC converter based on GaN-HEMT device[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(2): 534-542.

[12] 林雪鳳, 許建平, 周翔. 諧振軟開關耦合電感高增益DC-DC變換器[J]. 電工技術學報, 2019, 34(4): 747-755.

Lin Xuefeng, Xu Jianping, Zhou Xiang. Soft- switched high step-up DC-DC converter with coupled inductor of resonance[J]. Transactions of China Elec- trotechnical Society, 2019, 34(4): 747-755.

[13] 趙朝陽, 盧偉國, 胡志凌, 等. 耦合電感序列切換的快速卸載瞬態響應Buck變換器[J]. 電工技術學報, 2020, 35(1): 28-36.

Zhao Zhaoyang, Lu Weiguo, Hu Zhiling, et al. Fast unloading transient response Buck converter using coupled inductor based on sequence switching control[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2020, 35(1): 28-36.

[14] 劉東明, 李學寶, 頊佳宇, 等. 高壓SiC器件封裝用有機硅彈性體高溫寬頻介電特性分析[J]. 電工技術學報, 2021, 36(12): 2548-2559.

Liu Dongming, Li Xuebao, Xu Jiayu, et al. Analysis of high temperature broadband dielectric properties of silicone elastomer for high voltage SiC device packaging[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2021, 36(12): 2548-2559.

[15] 黃華震, 仝涵, 王寧燕, 等. 考慮寄生振蕩的IGBT分段暫態模型對電磁干擾預測的影響分析[J]. 電工技術學報, 2021, 36(12): 2434-2445.

Huang Huazhen, Tong Han, Wang Ningyan, et al. Analysis of the influence of IGBT subsection transient model considering parasitic oscillation on EMI prediction[J]. Transactions of China Electro- technical Society, 2021, 36(12): 2434-2445.

[16] 薄強, 王麗芳, 張玉旺, 等. 應用于無線充電系統的SiC MOSFET關斷特性分析[J]. 電力系統自動化, 2021, 45(15): 150-157.

Bo Qiang, Wang Lifang, Zhang Yuwang, et al. Analysis of turn-off characteristics of SiC MOSFET applied to wireless charging systems[J]. Automation ofElectric Power Systems, 2021, 45(15): 150-157.

[17] 王志遠, 高湛軍, 張健磊, 等. 考慮短路及短線故障的有源配電網保護[J]. 電力系統自動化, 2021, 45(12): 133-141.

Wang Zhiyuan, Gao Zhanjun, Zhang Jianlei, et al. Protection of active distribution betwork considering short-circuit and broken-line faults[J]. Automation of Elec-tric Power Systems, 2021, 45(12): 133-141.

[18] He Mingjie, Li Weiye, Peng Jun, et al. Multi-layer quasi three-dimensional equivalent model of axial- flux permanent magnet synchronous machine[J]. CES Transactions on Electrical Machines and Systems, 2021, 5(1): 3-12.

[19] Sun Tongze, Liu Xiping, Zou Yongling, et al. Design and optimization of a mechanical variable-leakage- flux interior permanent magnet machine with auxiliary rotatable magnetic poles[J]. CES Transa- ctions on Electrical Machines and Systems, 2021, 5(1): 21-29.

Analysis of Operating Characteristics of Dual-Switch Boost Converter Considering Parasitic Parameters under High Frequency Conditions

1,21,31,31,21,3

（1. State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment Hebei University of Technology Tianjin 300130 China 2. School of Electrical Engineering Hebei University of Science and Technology Shijiazhuang 050018 China 3. Laboratory of Electromagnetic Field and Electrical Apparatus Reliability of Hebei Province Hebei University of Technology Tianjin 300130 China）

Compared with the traditional Boost converter, the dual-switch Boost converter can obtain higher gain, effectively reduce the voltage/current stress of the switching tube, and can be used as an interface converter for photovoltaic systems and fuel cell systems. In order to improve the power density of the power conversion system, it is necessary to further increase the switching frequency. However, parasitic parameters that can be ignored in circuit analysis at low switching frequency will have an important impact on the gain and device stress of the high frequency converter. It is difficult to evaluate the influence of parasitic parameters on the performance of the dual-switch Boost converter at high frequency by the current analysis methods. Therefore, this paper establishes a model of dual-switch Boost converter considering parasitic parameters at high frequency, puts forward the sneak circuit modes considering parasitic parameters according to the sneak circuit analysis method, and analyzes the influence of parasitic parameters on the gain of dual-switch Boost converters, voltage/current stress of power devices, converter loss and efficiency at high frequency. Finally, an experimental platform of the dual-switch Boost converter is established in the laboratory to verify the circuit performance at high frequency.

High switching frequency, parasitic parameters, dual-switch boost converter, chara- cteristic analysis

10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.210129

TM46

郭英軍 1973年生，男，博士研究生，副教授，研究方向為高頻功率電子技術。E-mail: guoyj@hebust.edu.cn

湯 雨 1980年生，男，教授，博士生導師，研究方向為新能源發電功率變換系統。E-mail: 2018040@hebut.edu.cn（通信作者）

河北省杰出青年科學基金資助項目（E2020202140）、中央引導地方科技發展資金項目（216Z4401G）、河北省科技廳重點研發計劃項目（20314501D）、河北省科技支撐重點研發項目（19214501D）和河北省高校百名優秀創新人才支持計劃項目（III）（SLRC2019025）資助。。

2021-01-23

2021-04-06

（編輯 陳 誠）