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直流变换器是电力电子变换器的重要组成部分,软开关技术是电力电子装置向高频化、高功率密度化发展的关键技术,成为现代电力电子技术研究的热点之一。由于对电源设备电磁兼容的要求的提高,一般在电源设备中都要加入功率因数校正环节,导致后继开关管电压应力的提高。三电平直流变换器相应提出,主开关管的电压应力为输入直流电压的一半。使得三电平直流变换器一提出就得到全世界电源专家和学者的重视,短短十几年内,相继提出许多种改进型三电平直流变换器,包括半桥式和全桥式。根据主开关管实现软开关的不同,将三电平直流变换器分为零电压软开关和零电压零电流软开关。本文首先给出了基本半桥式三电平DC/DC变换器,详细分析了其工作原理,讨论了主要参数的设计和由于次级整流二极管的反向恢复导致主开关管的电压尖峰。接着给出一种带箝位二极管的改进型半桥式三电平DC/DC变换器。文中给出了Saber软件的仿真结果,进一步证明改进方案的正确性和可行性。针对前面讨论的两种半桥式三电平DC/DC变换器,设计了实验电路来验证理论分析的正确性,文中给出了实验结果。接着研究了一种新型ZVS三电平LLC谐振型DC/DC变换器,文中详细讨论了该变换器的工作原理,讨论了主要参数的设计过程,给出了仿真结果。最后,设计了一台实验装置来验证理论分析的正确性,给出了实验结果,说明了主开关管可以在全负载范围内实现零电压软开关,变换器的效率在输入电压高端较高,并且次级整流二极管实现了零电流开关,二极管电压应力为输出电压的2倍。本文通过理论分析、仿真研究和实验验证,证实了半桥式三电平DC/DC变换器的优越性能,改进型的半桥式三电平DC/DC变换器比较好地消除了主开关管上的电压尖峰。ZVS三电平LLC谐振型DC/DC变换器良好的性能,使得在有掉电维持时间限制的场合得到广泛应用。