在工业化及其战略升级进程中,能源与信息通信均占有重要地位。作为能量传输的一环,DC-DC变换器在可再生能源发电与直流负载供电方面都有广泛应用,各种变换器经不同方式连接而形成直流电源系统,其内部通信保证了电能的灵活控制。变换器间的信号传输,既可施行传统的专用线缆通信,也可将变换器及直流母线信道化,同步传输能量与信号,在特定应用场景实现资源整合与效率提升。本文针对不同的控制或性能目标,提出了三种用于级联变换器能量与信号同步传输的策略,并分析了各种策略下信号调制对系统稳定性的潜在影响。首先,鉴于变换器在一定条件下能产生分岔现象,且常见的倍周期分岔由于会引发纹波幅度大增而通常被视为应该避免的电路病态,论文通过严格的非线性动力学分析,讨论了主要电路参数引发分岔的情形,并以输入电压引发的分岔为例阐明了利用分岔时特有的次谐波,可参照FSK调制发送信号,即键控输入电压等价于键控纹波的频率成分。在设计一套具体的调制解调方案并说明一种优化参数的原理之后,基于正规电路模型推导了一般的小信号端口参数和传递函数,以便进行稳定性分析。通过实验证实了该同步传输策略的有效性。其次,采用与次谐波调制相同的电路作为对照,以OFDM的通信方法提升信号传输的效率:在控制回路注入多路小信号使其互不干扰地并行传输。同时,基于特定的小信号注入可改善变换器快时标稳定性的事实,论文利用Floquet理论分析确定了满足这一特性的小信号频率集,并根据分岔图选择了最优的小信号幅度和频率;对于普通小信号,则通过信道的频响特性来设计其相应参数。仿真实验对基于OFDM的能量与信号同步传输策略做出了验证。此部分起始即对OFDM原理以及Floquet理论在变换器动力学分析上的应用展开深入论述,这为确定能量与信号复合调制的适当形式和优化设计有关参数创造了条件。最后,同基于OFDM的策略类似,在全面描述扩频通信的特点之后,选择FHSS技术进行能量与信号的同步传输,以降低纹波的功率谱密度,并对FHSS的传统实施方案做出与变换器控制相适配的简化改进。此部分还讨论了PI参数和载波频率的设计问题。稳定性分析环节仍可利用次谐波调制部分推导的小信号模型,此外只须将跳频作用等效转化为占空比的突变,以便适用线性模型来分析传递函数。实验表明,本文中基于FHSS的复合调制能有效降低纹波幅度。本文有图65幅,表7个,参考文献75篇。