随着电力电子技术朝着大功率、高集成度方向的快速发展,安全可靠性已成为电力电子系统研究的重要目标。电力电子变换器潜在电路的研究,首次基于图论方法探讨了开关电路的拓扑构造及组合机理,提出了从拓扑运行规律分析电力电子系统可靠性的新思路。已有研究表明,电力电子变换器潜在电路研究不仅可以适用集中参数的电力电子变换器分析,也可以应用于考虑寄生参数的电力电子变换器的研究。为此,本文系统探讨了寄生参数引发的DC-DC变换器潜在电路机理及特性,以适应运行环境日益复杂的电力电子系统及装置分析和设计的需要,有效地提高它们的可靠性。论文完成的主要工作如下:(1)以Boost、Buck、Zeta以及反激式DC-DC等基本DC-DC变换器为研究对象,建立考虑寄生参数的DC-DC变换器拓扑结构。在分析比较集中参数和寄生参数的DC-DC变换器拓扑的基础上,提出了电力电子变换器潜在电路的动态特性,由此为寄生参数引起的DC-DC变换器潜在电路机理的研究奠定基础。(2)将潜在电路研究方法拓展到考虑寄生参数的电力电子变换器,并以Boost DC-DC变换器为研究对象,分析了考虑寄生参数的潜在电路工作模态。建立包含正常工作模态和潜在工作模态的状态方程,得出潜在工作模态的激励条件。探讨了寄生参数引起的Boost DC-DC变换器潜在电路发生机理和工作特性。研究表明,寄生参数是引发Boost DC-DC变换器潜在电路的根本原因,并导致变换器出现无法预期的工作状态,影响变换器的工作特性。(3)提出了考虑寄生参数的DC-DC变换器潜在电路的参数设计方法,给出了电路设计的元器件选型依据,以抑制潜在电路引发的负面效应。研究表明,该方法通过优化参数设计及合理选择元器件,可以有效抑制DC-DC变换器中潜在电路引起的振荡,从而降低寄生参数的影响,是一种新的,更有效的潜在电路抑制方法。(4)进一步研究了考虑寄生参数的Buck、Zeta、反激等DC-DC变换器潜在电路现象,建立它们包含正常工作模态和潜在工作模态的状态方程,得出潜在工作模态的激励条件、工作特性,以及抑制潜在电路的参数设计方法。研究表明,寄生参数同样是引发Buck、Zeta、反激等DC-DC变换器潜在电路的根本原因,通过参数设计可以有效抑制潜在电路引起的特性变化。(5)将考虑寄生参数的潜在电路分析方法拓展到软开关变换器中,提出基于潜在电路分析的拓扑优化方法。具体以ZVT-PWM-Boost变换器为研究对象,研究该变换器寄生参数模型的潜在电路发生机理,提出相应的潜在电路抑制策略。结合变换器的特性分析,通过去除或者构建潜在电路路径来实现ZVT-PWM-Boost变换器的拓扑优化。仿真和实验结果表明,论文所述方法有效的抑制了寄生参数引起的潜在电路效应,从而改善了开关器件的开关环境和电路波形的畸变程度。该方法对于其他类的电力电子变换器的拓扑优化具有指导意义,为新型电力电子变换器拓扑构造提供了一种新的研究思路。