在航空、机场和船舶机车等场合中,对中频DC-AC变流器的功率密度、功率等级、体积和重量的要求不断提高。本文以研制两台6kVA高功率密度中频输出DC-AC变流器为研究目标,并通过并联控制实现了冗余和大容量供电。采用前级DC-DC和后级DC-AC两级变换结构,在进行电气隔离的同时,实现了高功率密度。首先,本文介绍了DC-DC变换器和DC-AC变换器的一些典型拓扑结构并分析了各自的优缺点,根据项目要求提出了前级IPOS (Input Parallel Output Series)结构的ZVS (Zero Voltage Switching)移相全桥变换器、后级三相四线T型三电平逆变器的两级变换方案。前级DC-DC部分通过高频变压器隔离可以有效减小变压器的体积和重量,通过移相全桥的带载软开关特性可以使系统效率有所提升。后级使用三电平逆变器结构,有利于减小电磁干扰,降低输出电压谐波含量,所需的输出滤波电感体积和重量也有所降低,提高了装置的功率密度。其次分别对前级DC-DC和后级DC-AC系统进行电气参数和控制参数设计。前级采用模拟控制系统,两个移相全桥模块独立控制,通过合适的补偿环路设计实现系统快速响应解决了两级变换结构中间级电容容量较大的问题,能够在逆变器带负载情况下保证输出电压稳定。后级采用数字控制系统,针对中频逆变电源的特点,采用带负载电流前馈的电压电流瞬时值双闭环控制策略,并将PR(Proportional Resonant)控制器应用于逆变器控制系统中。最后介绍了两台变流器组成的系统的并联控制策略,采用功率下垂控制方式进行并联,具有无互联通信线、可靠性高、冗余性好等特点,在分析后级逆变器并联环流和功率下垂特性的基础上,引入虚拟阻抗,实现了输出阻抗可设计的目的,减小了有功无功功率的耦合程度,抑制了并联系统环流,提高了功率均分性能。通过软件仿真和实验结果验证了所提出方案和控制策略的有效性和可行性。