随着多电/全电飞机的发展,机载设备对电能的需求进一步增大,航空高压直流系统也将更多的应用在飞机电源系统中。自耦变压整流器(ATRU)通过自耦变压器将输入的三相电压产生一定的移相角后形成多组三相电压,经过整流桥后输出直流电压,可以降低输入电流谐波含量,提高电能质量。目前的ATRU结构大多存在着输出电压难以调节、无法得到宽范围且连续的电压输出等问题,需要对其输出电压的调节方法进行进一步研究。同时,电源系统能否正常工作对航空安全有着重大影响,因此检测控制与保护装置是飞机电源系统的重要组成部分。通过相应的监测产生故障信号并输入控制装置,从而使故障部分与整个电源系统分离,以保证安全可靠地供电。论文首先研究了目前已有的12脉自耦变压整流器拓扑结构与工作机理。为适应更多电压等级,实现输出电压的连续调节,本文重点针对12脉冲自耦变压整流器的升降压技术进行了研究分析。文中提出了一种对称式D型12脉ATRU拓扑,分别通过合理设计原边绕组中间抽头位置及绕组匝比实现了对ATRU输出直流电压的连续升降压调节。文中推导了升降压式自耦变压器输入输出电压比与自耦变压器原副边绕组匝数、系统电流和等效容量之间的关系表达式,分析了不同输出电压对自耦变压器输入输出性能、等效容量及绕组结构的影响。设计监测控制电路,对变压整流器的输入电压、输出电压电流进行过欠压、过流及纹波监测,保证系统正常运行。最后利用Saber仿真软件进行仿真研究和分析,研制设计了一台ATRU样机及监测控制PCB电路,并通过实验验证了相应设计和拓扑的合理性。