近些年来,电力电子系统集成技术受到了科研人员越来越多的关注,标准模块的串并联技术是其中的一个主要研究方向。标准模块的串并联包括以下四种:(a)输入并联输出并联;(b)输入并联输出串联;(c)输入串联输出并联;(d)输入串联输出串联。构成以上四种结构的标准模块可以是直流变换器、逆变器、整流器和变频器。本文研究的是输入串联输出串联结构的直流变换器,组成该结构的标准模块为基本Buck直流变换器。与基本Buck直流变换器相比,在相同的输入输出条件下,输入串联输出串联Buck直流变换器能够有效地降低每个开关管的电压应力与电感电流纹波;且引入交错控制技术可减小输出电压纹波,有利于提高变换器的功率密度。因此,该变换器适合应用于高压输入高压输出的大功率直流变换场合。本文首先介绍了本课题的研究背景和四种组合变换器的研究现状,并给出本课题的研究内容和研究意义;其次,详细分析了输入串联输出串联Buck直流变换器主电路的工作原理及其性能特点,同时研究了参数匹配时输入输出均压的关系;再次,在分析影响该变换器输入输出均压因素的基础上,研究了输入均压控制策略与输出均压控制策略的可行性。研究结果表明:输入均压控制策略可以实现模块之间的输入输出均压,而输出均压控制策略不能保证模块间的输入输出均压;最后,对采用输入均压控制策略的输入串联输出串联Buck直流变换器进行小信号建模及解耦分析;设计了系统的主电路和控制电路,并使用电力电子仿真软件Saber对主电路及输入均压控制策略的正确性与有效性进行了仿真验证,并在仿真验证的基础上制作了一台小功率实验样机,进行实验验证。仿真和实验结果验证了输入串联输出串联Buck直流变换器性能特点分析的正确性与输入均压控制策略的有效性。