针对系留无人机等需要款电压范围、高效高密变换器的应用场合，ZJU-PMIC团队此前提出了输入串联输出并联(ISOP)的元胞化DCX方案如图1所示，降低了高电气应力导致的器件损耗，并采用半桥拓扑以及X7R贴片电容作为谐振电容提高功率密度。
Fig.1 元胞化DCX拓扑
简而言之，在输出电压较低时，励磁电流不足和谐振与开关周期不匹配是损耗增加的主要原因。
其中，励磁电流大小和开关周期时长正相关，在输出电压较低时，需要更长的开关周期给励磁电感充能，实现开关管的ZVS；同时，低的输出电压会使得谐振电容容值增加，谐振周期增加。这意味着在输出电压较低时，增加开关周期时长，有希望同时解决ZVS丢失和谐振与开关频率不匹配的问题。为此，ZJU-PMIC建立了能够实现ZVS的频率(fzvs)、谐振频率(fr)随输出电压变化的模型，如图2所示。
Fig.2 fzvs和fr随输出电压的变化情况基本相同
Fig.3 变频谐振驱动
图4给出了驱动电路以及主电路的关键波形，包括驱动电路以及主电路的波形图。
Fig.4 变频谐振驱动和主电路的关键波形
整个工作周期分为两个钳位阶段以及两个谐振阶段，改变钳位阶段的时长即可改变整个开关周期的时长，进而实现变频功能。两个钳位阶段以及谐振阶段如下图所示。
Fig.5 变频谐振驱动不同模态下的等效电路图
Fig.6 电压型驱动方案和电流型驱动方案
对谐振电路关键波形以及多路输出信号一致性的验证，如图7及图8所示。
Fig.7 谐振驱动电路关键波形
Fig.8 多路驱动一致性
基于该谐振驱动技术的宽电压范围高效高密元胞化DCX样机，其输入电压400-800Vdc，输出电压17Vdc-34Vdc，功率密度达到1.6kW/in³，峰值效率为99.0%，在2.5 kW满载条件下的效率为98.3%。
参考文献：X. Wu, S. Gao and X. Huang, “99% Peak Efficiency MHz Cellular DCX Considering the Nonlinear Parasitic Capacitance for Different Output Voltages,” in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 41, no. 6, pp. 8830-8838, June 2026
