级联式DC/DC变换器由多模块串并联组合而成,是电力电子接口装置中重要类型之一,在直流发电系统中被广泛应用。级联式变换器不仅可以作为燃料电池、光伏电池发电并网系统中前级高升压比DC/DC变换器,还可以应用到分布式光伏发电系统中,通过改变分布式光伏发电结构可以提高光伏能源的利用率。飞跨电感模块具有升降压功能,还可以实现能量双向流动,非常适合作为级联式DC/DC变换器的基础模块。本文对以飞跨电感为基础模块级联组成的DC/DC变换器进行研究。(1)对飞跨电感模块的拓扑结构、工作原理、参数设计和控制策略进行理论分析;对飞跨电感模块进行交流小信号建模,推导了双闭环控制策略下变换器传递函数,并通过绘制传递函数的零极点分布图研究电压环和电流环PI调节器中各参数变化对飞跨电感模块稳定运行的影响,最终确定闭环控制参数。通过仿真和实验验证了飞跨电感模块参数设计的可行性、理论分析的正确性,为后续级联系统研究奠定基础。(2)对飞跨电感模块级联组成的变换器系统结构进行研究,采用IPOS方式组成三种不同结构的变换器,变换器输出侧包括各模块输出电压和变换器输入电压,更大程度增大变换器升压比。为减小级联式变换器输出电压纹波,系统采用载波移相调制方式,每个模块控制回路中载波的幅值、频率相同,相位互差360°/n,n为系统中级联模块数量。(3)对级联式变换器的控制策略进行分析。为实现级联式变换器的稳定运行,需保证各模块之间的功率平衡,各模块有独立的控制回路。当系统工作于升压模式时级联方式为IPOS,采用模块输出均压控制策略达到模块输入均流的目的;当系统工作于降压模式时级联方式为ISOP,采用输出电压闭环加输入电压下垂控制策略实现输入均压的目的。(4)提出一种新型分布式MPPT,通过给串联支路中各光伏池板并联飞跨电感模块实现独立的MPPT,利用飞跨电感模块输出电容串联在光伏支路中承担差额电压,达到稳定支路电压不变的目的。光伏池板的最大功率追踪采用单峰值MPPT方法,控制简单。(5)结合以上理论分析,在Matlab/Simulink中进行仿真实验,利用搭建的基于dSPACE1103半实物仿真实验平台进行实验,验证理论分析、控制策略的正确性和有效性。