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在航空飞轮储能电能转换环节中，需研制一个功率400W，输入28V，输出400V的直流变换器作为逆变器的前级，对变换器的特殊要求是：高电压增益，高效率，非隔离。具有这种特点的变换器也常被应用在其它领域，因此，对这类变换器的研究是很有必要的。在分析了一些常用拓扑的优缺点之后，本文选择串级Boost变换器作为主电路拓扑。考虑到数字化控制能很好地解决模拟控制的不足，本文采用数字化的控制方式。 本文的主要研究内容如下： (1)建立了Boost变换器和单管级联Boost变换器的等效模型，推导了它们的传递函数，并通过仿真进行验证。 (2)分析了串级Boost变换器中间电压和效率的关系。通过对串级Boost变换器主要损耗的分析，导出串级Boost变换器中间电压和效率的关系式，找到最合适的中间电压点使变换器的效率达到最高。 (3)完成了数字化串级Boost直流变换器的设计。对两级变换器分别采用电压型控制的方法，进行了实验验证，具有较好的暂态和稳态性能。采用了几种方法减小输出电压尖峰。 (4)采用平均电流型控制方式为单管级联Boost电源设计了控制器，阐明设计过程，控制器最终使变换器达到了较好的稳态性能和暂态性能。 本文对串级Boost变换器的中间电压和效率的关系进行了分析，实现了Boost变换器中间电压的优化选择，对于应用此类变换器的场合有一定的参考价值。采用双环的控制方法降低了对单管级联Boost变换器控制器设计的难度。