本课题来源于国家自然科学基金项目“新型热电磁混合式智能小型断路器及智能低压配电微系统研究”。近年来,智能低压配电系统已成为我国智能电网建设的方向之一,该系统主要依托于各类智能电器来运行。可以说,智能电器是否稳定可靠直接决定了配电系统能否安全运行。智能电器不同于传统配电控制电器,需要进行额外供电,并且要求在电网电压异常的情况下依然能够保持工作。那么如何在电网故障情况下对智能电器提供稳定的电能是研究的重难点之一。本文的研究重点是在低压配电网出现短路失压或断相故障时,解决如何对多层级小型智能断路器进行供电的问题。本文根据配电网在不同故障情况下的供电电压特点,提出了一种基于速饱和电流互感器结合两级级联式直流变换器的供电解决方案。两级式直流变换器解决了普通开关电源不能适应由断相故障而引起的深度电压跌落问题,其中前级为Buck变换器,后级为反激变换器。速饱和电流互感器作为电网短路失压状态下的核心取能元件直接连接于后级反激变换器。在针对速饱和电流互感器的研究中,对其工作特性及饱和机理进行了深入分析,建立了饱和互感器取能的等效电路模型。提出了铁心饱和度的概念,深入研究并推导了互感器输出功率与其铁心饱和度的关系。在此基础上,给出了一种基于铁心饱和度的互感器参数设计方法,包括铁心起始工作饱和度、铁心有效导磁截面积以及二次绕组匝数的选取。在针对两级式直流变换器的研究中,分别介绍了前后级变换器的基本工作原理。分析比较了电压模式控制与电流模式控制的特点,选择峰值电流控制作为前后级变换器的控制方式。并阐述了反馈环路稳定性准则和三种典型的补偿网络。本文从磁性元件设计、功率级电路参数设计、反馈环路及补偿器设计几个方面给出了所提出的供电方案中各元件参数。通过软件对供电方案在带有扰动情况下的稳态与瞬态输出波形进行了仿真。结果表明,在电网短路与断相故障下,本文所提出的供电方案具有期望的输出表现,验证了设计可行性。