270V高压直流电源系统由于重量轻、效率高等优点,是现代飞机供电方式的发展趋势。航空静止变流器作为飞机的二次电源,主要把270V直流电变换为115V/400Hz交流电供机载设备使用,是航空电源系统的重要组成部分。本文以两级式航空静止变流器前级DC/DC变换器为研究对象,由于后级采用三相四桥臂逆变器,因此需要选择合适的前级直流拓扑。基于Boost三电平变换器功率管电压应力小、输入电流输出电压脉动较小等优点,有助于提高ASI的功率密度和能量转换效率,因此本课题采用Boost三电平变换器作为前级拓扑,并重点对其进行研究。本文首先介绍了Boost三电平变换器的基本工作原理,分析了不同开关模态下变换器的工作情况和主要波形,确定了180?移相控制策略。推导了电压输入输出关系,利用状态空间平均的概念建立了变换器占空比到输出电压的传递函数。在理论分析基础上结合项目技术要求,对Boost三电平变换器开关管、二极管、电感电容进行选型设计。分析了变换器的原始回路传递函数特性,完成稳压环和均压环控制器设计。文章还详细介绍了其他主电路和部分辅助电路的参数设计。此外本文分析计算了Boost三电平变换器的损耗,主要包括开关管、二极管、电感,得到损耗分布情况和变换器的效率,对进一步提高前级的效率和功率密度提供了思路。最后用Matlab搭建了Boost三电平变换器的仿真模型,对变换器工作情况进行仿真研究,仿真结果验证了变换器设计的可行性。研制了两台270V/360V 6kVA的原理样机并进行实验验证,得到的实验结果满足技术要求,证明了理论分析和系统设计的正确性。