级联Buck-Boost变换器具有升降压、输入输出同极性以及开关管电压应力小等优点,在电动汽车、超级电容储能、新能源发电宽输入电压范围场合得到广泛应用。传统的定频零电压调制方式(Constant-Frequency Zero Voltage Switching Modulation,CF-ZVS-M),不需要添加任何辅助电路,利用MOSFET开关管的寄生电容,可实现功率MOSFET的零电压开通。但是需要精确计算开关时刻、制作三维查表、检测最小反向电流等复杂控制。针对上述问题,本文提出了一种改进的定频零电压调制策略(Modified Constant-Frequency Zero Voltage Switching Modulation,M-CF-ZVSM)。该控制方案使电感电流在每个周期开始有负的偏置,利用寄生电容,在全输入电压和功率范围内所有的功率MOSFET均可实现零电压开通,提高了变换器的效率,并能有效减小电磁干扰(EMI)。本文首先对CF-ZVS-M工作原理进行了研究,分别讨论了M-CF-ZVS-M在恒压控制和恒流控制中的应用。在恒压控制中,为了得到最小的电感电流有效值,分析了不同模式下实现软开关的临界条件,并在不同模式下分别推导了占空比和移相角的表达式。最终以最小的电感电流有效值进行控制,提高变换器的传输效率。在恒流控制中,为了避免三种模式之间的切换,固定后桥臂占空比、控制移相角,分析了移相角和输出电压的关系。然后,针对M-CF-ZVS-M中电感电流峰值大,不利于大功率场合的应用,分析了多模块交错并联的控制方案。之后给出了级联Buck-Boost变换器的参数设计依据,建立了变换器主要器件的损耗模型。最后,搭建了50~160V输入,100V输出的实验样机,通过仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和控制策略的可行性。