目前针对中压直流配电网提出的直流变压器大都采用多变换器串并联系统,该方案可以有效降低变换器模块电气应力,进而降低系统开发难度、降低开发成本、缩短研发周期、提高系统可靠性和冗余性。一方面,目前所采用的高频变换器拓扑大都还存在效率低,电压调节灵活性低等问题。应提高输入串联输出并联(ISOP,input series output parallel)型直流变压器的系统可靠性、效率以及电压调节灵活性;另一方面,传统的直流变压器拓扑大都采用的是输入电容直接串联的方式,而在直流母线发生短路故障时,这种直接串联方式会给故障的清除带来很大难度。为了解决这些问题,本文提出了两种改进型直流变压器拓扑。论文研究内容主要包括以下方面:1、对以DAB(dual active bridge)变换器为基础模块的ISOP型直流变压器和以串联谐振变换器为基础模块的ISOP型直流变压器进行了对比分析。目前常用的直流变压器的拓扑方案有两种,一种是基于开环工作在谐振频率下LC谐振变换器的ISOP型直流变压器,另一种是基于单移相控制策略下的DAB变换器的ISOP型直流变压器。本文对两种组成ISOP型直流变压器的基本组成模块进行了详细对比。最后建立了数字仿真和实验模型进行了验证。2、基于第二部分的研究结果提出了一种基于DAB变换器和LC谐振变换器的组合式直流变压器,该直流变压器将DAB型直流变压器和LC串联谐振型直流变压器的优势结合,在实现传输功率可调的同时还能在全负载范围内保持较高的效率。最后通过仿真和实验证明了该拓扑的有效性。3、提出了一种基于非对称PWM控制策略的间接式ISOP全桥DC-DC变换器。该拓扑输入侧不存在集中式电容,所以当直流母线短路时输入电容不会放电,从而避免了电流过冲;另一方面,当一个或者几个子模块发生故障时,通过简单的开关控制可以将故障模块完全从系统中切除。最后通过仿真和实验验证了该拓扑的有效性。