1、電力電子技術(shù)在傳統(tǒng)領(lǐng)域和高新技術(shù)領(lǐng)域中均扮演著重要的角色。在實(shí)際應(yīng)用中，通常需要多個(gè)電力電子變換器共同協(xié)作。這些共同協(xié)作的電力電子變換器組成了電力電子變換系統(tǒng)。盡管不同應(yīng)用場合對(duì)電力電子變換系統(tǒng)的性能要求有所不同，但低成本、高功率密度和高效率始終是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的共同目標(biāo)。本文首先對(duì)電力電子變換系統(tǒng)中的元件復(fù)用研究現(xiàn)狀進(jìn)行回顧，指出元件復(fù)用是降低系統(tǒng)成本、提高系統(tǒng)功率密度和效率的有效途徑。
　　 本文分析了元件復(fù)用的優(yōu)勢，指出研究現(xiàn)狀

2、的不足，并提出了對(duì)元件復(fù)用拓?fù)溥M(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)這一思路。為了展開對(duì)元件復(fù)用的研究，本文首先以單輸入多輸出直流變換系統(tǒng)為切入點(diǎn)。為了在已復(fù)用隔離變換器和原邊元件，且原邊功率開關(guān)已用于控制一路輸出的情況下，仍能實(shí)現(xiàn)其它支路輸出電壓的完全調(diào)節(jié)，本文提出了互補(bǔ)脈寬的概念，并依此推導(dǎo)出一種利用相移和開關(guān)頻率進(jìn)行控制的全橋雙路輸出互補(bǔ)脈寬變換器。該變換器無需增加額外的可控元件即可實(shí)現(xiàn)兩路輸出電壓的精確調(diào)節(jié)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)原邊功率開關(guān)的零電壓開通（ZVS）

3、。針對(duì)該變換器電壓應(yīng)力較高、導(dǎo)通損耗較大和頻率變化范圍較寬的缺點(diǎn)，本文對(duì)互補(bǔ)脈寬的概念進(jìn)行了拓展，依此推導(dǎo)出一種僅由半導(dǎo)體、電容和隔離變壓器組成的改進(jìn)型全橋雙路輸出互補(bǔ)脈寬變換器，不但實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)支路輸出電壓的精確調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了所有功率半導(dǎo)體的軟開關(guān)運(yùn)行，同時(shí)還減小了開關(guān)頻率的變化范圍。隔離變壓器和原邊元件均復(fù)用的設(shè)計(jì)方案使各支路之間嚴(yán)重耦合。為此，本文對(duì)另一種元件復(fù)用的設(shè)計(jì)方案，即保留各支路的隔離變壓器，僅復(fù)用橋臂的設(shè)計(jì)方案展開研究。對(duì)已

4、有的ZVS 橋臂復(fù)用變換器進(jìn)行了分析，提出零電流開關(guān)（ZCS）橋臂復(fù)用的概念，使功率開關(guān)的類型、軟開關(guān)模式和器件功率容量得以充分匹配，并依此推導(dǎo)出一種復(fù)用滯后ZCS 橋臂的多路輸出變換器。該變換器的每一支路均具有獨(dú)立的隔離變壓器和獨(dú)立的ZVS 超前橋臂，但復(fù)用同一個(gè)ZCS 滯后橋臂，各支路輸出可通過獨(dú)立超前橋臂與復(fù)用滯后橋臂之間的相移來調(diào)節(jié)。此外，各橋臂均可實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，同時(shí)還能方便地實(shí)現(xiàn)輸出支路的擴(kuò)展。目前對(duì)單輸入多輸出直流變換系統(tǒng)的元

5、件復(fù)用設(shè)計(jì)尚無系統(tǒng)性的指導(dǎo)方法。
　　 本文用統(tǒng)一的觀點(diǎn)對(duì)各種多路輸出變換器進(jìn)行歸納，建立單輸入多輸出直流變換系統(tǒng)的元件復(fù)用理論與方法。以最基本的Buck、Boost和Buck-Boost 變換器為演化基礎(chǔ)，以單輸入多輸出直流變換系統(tǒng)的需求為演化約束，以一個(gè)工作周期內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移為分析思路，本文推導(dǎo)出三個(gè)系列的并入型基本元件復(fù)用拓?fù)洌⑦M(jìn)一步給出了元件復(fù)用拓?fù)涞闹窋U(kuò)展準(zhǔn)則。以此為依據(jù)，本文建立了基本元件復(fù)用拓?fù)渑c已有多路輸出變換

6、器之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。為增強(qiáng)元件復(fù)用設(shè)計(jì)方法的普適性，本文將單輸入多輸出直流變換系統(tǒng)的元件復(fù)用設(shè)計(jì)方法拓展至級(jí)聯(lián)型以及多輸入單輸出直流變換系統(tǒng)。本文給出了另外兩個(gè)系列的串入型基本元件復(fù)用拓?fù)洌⑨槍?duì)不同變換系統(tǒng)的需求，給出了元件復(fù)用拓?fù)涞难莼?guī)則。以此為依據(jù)，本文建立了基本元件復(fù)用拓?fù)渑c級(jí)聯(lián)型和多輸入單輸出直流變換系統(tǒng)中各具體電路之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，并對(duì)基本元件復(fù)用拓?fù)涞倪m用場合進(jìn)行了歸納和總結(jié)。最后，本文對(duì)元件復(fù)用設(shè)計(jì)方法的可行性進(jìn)行