在对能源利用效率要求越来越高的今天,开发出一款绿色、高效率、高功率等级的开关电源变得尤为重要。多电平技术的使用不仅能够减少谐波的污染,同时能够减少开关器件的电压应力,从而更适用于高电压、高功率密度的场合。本文以三电平DC-DC变换器作为研究对象,针对传统三电平直流变换器的不足,提出相应的改进措施,以此提高变换器的整体性能。本文将正激式变换器同三电平变换器相结合,不仅实现了输入与输出间的电隔离及升压功能,还能减少开关管的电压应力;在此基础上,通过交错并联结构的引入,减小了输入、输出的电压纹波;利用有源钳位的方式保证变压器完成有效的磁复位;在负载侧采用带中心抽头的滤波电感,软化了二极管的关断过程。采用了斩波控制策略并分析电路的工作模态。通过理论计算确定各器件的参数与型号,保证器件可靠地实现电路要求;结合混沌分析的结果,保证变换器能够稳定地运行,而不至于出现与设计预期截然不同的现象。通过Pspice软件仿真的结果,验证变换器的可行性。控制系统以型号为TMS320F2812的DSP为控制核心,完成了变换器所需的六路PWM信号、软件保护及PI闭环控制;并在此基础上设计了相应的驱动电路、保护检测电路及保护执行电路。通过软件与硬件相结合的方式,保证了变换器能够安全、可靠地运行。为了进一步验证变换器改进措施的实现情况,设计了一台48V/4A、80k Hz的实验样机系统。从实验样机系统的调试结果可以看出,实现了升压的功能;输出谐波的含量明显减少;变换器中的开关管具有较理想的ZVS环境;开关管所承受的电压应力明显降低;输入与输出电压纹波得到了明显的改善;带中心抽头的滤波电感软化了二极管的关断过程,减小了变压器原副边的电压过冲与震荡。根据实验样机的结果,验证了本次设计提出变换器的可行性与正确性。