本文档属于类型b（综述论文）。以下是针对该文档的学术报告：

作者及机构
本文由Mojtaba Forouzesh（学生会员，IEEE）、Yam P. Siwakoti（会员，IEEE）、Saman A. Gorji（学生会员，IEEE）、Frede Blaabjerg（会士，IEEE）和Brad Lehman（高级会员，IEEE）合作完成。作者团队分别来自丹麦奥尔堡大学能源技术系（Aalborg University）、澳大利亚斯威本科技大学（Swinburne University of Technology）和美国东北大学（Northeastern University）。论文发表于2017年12月的《IEEE Transactions on Power Electronics》第32卷第12期。

主题与背景
论文题为《Step-Up DC–DC Converters: A Comprehensive Review of Voltage-Boosting Techniques, Topologies, and Applications》，是一篇关于升压型DC-DC变换器的系统性综述。随着可再生能源、电动汽车和工业电源等领域对高电压增益、高效率和小型化电源的需求增长，升压变换技术成为研究热点。然而，现有技术种类繁多且结构复杂，亟需对电压提升方法、拓扑分类和应用场景进行全局性梳理。本文旨在为研究人员提供清晰的升压技术发展框架，并对比不同技术的优劣。

主要观点与论据

1. 升压DC-DC变换器的分类体系
   论文提出基于七类特征的分类标准：

   • 非隔离/隔离型：非隔离型（如PWM Boost）结构简单、成本低，适用于低功率场景；隔离型（如Flyback、Full-Bridge）通过变压器实现电气隔离，适用于医疗、航空等安全敏感领域。
     
   • 单向/双向功率流：双向拓扑（如Dual Active Bridge）通过替换单向开关为双向开关实现能量回馈，适用于储能系统。
     
   • 电压源/电流源输入：电压源型（如Switched-Capacitor）动态响应快，电流源型（如Current-Fed Full-Bridge）输入电流纹波低，适合光伏等低电压源。
     *支持证据*：引用[1]-[3]说明半导体开关技术进步对拓扑发展的推动，引用[12]-[224]对比不同拓扑的功率密度和效率数据。

2. 五类电压提升技术详解

   • 开关电容（Switched Capacitor, SC）：基于电荷泵原理，通过电容充放电实现电压倍增。例如Dickson SC和Fibonacci SC拓扑，后者通过斐波那契数列实现指数级增益，但存在开关电压应力不均的问题（图9）。
     *支持证据*：引用[54]-[57]分析SC的集成优势，[68]-[70]对比不同SC结构的增益公式和元件数量（表II）。
     
   • 电压倍增器（Voltage Multiplier）：分为半波（如Greinacher倍压器）和全波（如桥式四倍压器）两类。半波结构简单但二极管应力高，全波通过平衡电容电压降低应力（图13-14）。
     *支持证据*：引用[49]-[52]说明倍增器在高压场景的适用性，表IV对比不同拓扑的元件应力。
     
   • 开关电感与电压提升（Switched Inductor, VL）：通过电感磁化-去磁串联叠加电压。例如自举SL细胞（图15d）通过电容存储能量实现二次提升，增益达(1+D)/(1-D)。
     *支持证据*：引用[81]-[101]分析Luo变换器的衍生设计，表V对比不同VL-SL细胞的增益和元件数。
     
   • 磁耦合技术：包括变压器隔离和耦合电感两类。变压器提供固定匝比增益（如LLC谐振变换器），耦合电感通过漏感能量回收实现软开关（图24）。
     *支持证据*：引用[108]-[115]说明耦合电感对漏感问题的解决方案，表VIII总结不同耦合拓扑的效率数据。
     
   • 多级/多电平结构：通过级联（如Quadratic Boost）或交错并联（Interleaved）扩展增益。例如三电平Quadratic Boost（图27c）通过分布式电容应力提高可靠性。
     *支持证据*：引用[140]-[157]分析级联拓扑的动态响应优化。

3. 应用场景与技术匹配
   论文归纳升压变换器在四大领域的应用：

   • 可再生能源：光伏系统中SC与耦合电感组合实现>10倍增益（引用[111]）。
     
   • 电动汽车：双向DAB拓扑支持V2G能量回馈（引用[280]）。
     
   • 工业电源：多电平模块化设计（如MMCCC）降低高压元件的定制成本（图10c）。
     
   • 便携设备：Fibonacci SC因高密度特性适用于微型设备（引用[57]）。
     

创新性与价值

1. 系统性框架
   首次将升压技术归纳为五类核心方法，并建立“结构-性能-应用”三维关联模型（图1和图8），解决了拓扑选择混乱的问题。

2. 技术对比深度
   通过17张拓扑图、8张对比表（如表II、IV、VIII）量化分析增益、应力、效率等参数，明确各类技术的适用边界。例如指出SC技术适合低功率高密度场景，而磁耦合更适合高压隔离应用。

3. 前瞻性观点
   提出“混合升压”（Hybrid Boosting）是未来趋势，例如文献[277]的多轨架构（Multitrack）结合了SC、磁耦合和多级技术，实现增益与效率的协同优化。

意义
本文为电力电子领域提供了升压技术的“百科全书式”参考，其分类框架被后续研究广泛引用（如IEEE TPEL 2019年相关综述）。文中指出的技术挑战（如RHP零点控制、漏感管理）仍为当前研究热点，具有持续的学术和工程指导价值。