随着化石能源的消耗带来愈来愈大的环境压力,可再生能源受到广泛关注。然而,由于可再生能源的不规律性和难预测性,在电网中大量接入可再生能源会降低电网运行的可靠性和稳定性。因此,作为可再生能源的缓冲,储能系统同样得到广泛关注。而电力电子变换器作为储能系统与电网、储能系统与可再生能源系统的接口,是未来电网中实现功率传递的关键。本文研制了一台采用氮化镓开关器件的新型部分并联高增益dc/dc变换器。该变换器具有高升压比、自动均流、结构简单、控制方便、可模块化扩展等优点。变换器高变压比由两个变压器实现,两个变压器高压侧绕组串联后,接至高压侧的有源全桥;两个变压器低压侧绕组分别接至两个外加电感,后分别接至两个有源全桥,两个低压侧有源全桥直流侧并联。由于变压器高压侧绕组串联,所以低压侧自动均流。首先推导了变换器的理想平均功率传输模型,得出该变换器与单相双有源桥dc/dc变换器理想平均功率传输模型一致的结论。然后考虑同桥臂上下管死区时间、开关器件导通电阻、开关器件反向续流损耗、变压器绕组损耗、外加电感绕组损耗,推导了变换器的有损耗平均功率传输模型,先使用PLECS和Matlab联合仿真验证了所建立模型的合理性,并与理想平均功率传输模型做了比较。然后基于推导的有损耗平均功率传输模型,发现并研究了降压变换时出现的功率平台现象。同时说明了功率平台现象产生的原因是电感电流在滞后桥的死区时间内换流,说明了各电路参数对功率平台特性的影响。在此基础上提出了在特定移相角范围内,功率平台导致的反功率现象,并给出由功率平台导致反功率现象的解释。接着给出样机的设计步骤。氮化镓开关器件选型的依据:建立了变换器功率密度、效率的数学模型,并依此优化选择开关频率;基于有损耗平均功率模型,优化设计了变压器匝比、电感值大小、死区时间;建立了电感电流无损耗模型,基于Maxwell仿真,结合计算,优化设计了磁性元件;给出了氮化镓开关器件外围电路的原理图和PCB设计;给出了样机的散热和机械结构设计;样机采用数字控制,同时给出了相关控制电路的原理图。最后给出磁性元件的实测参数,验证了第二章的PPDAB模型和第三章中有关功率平台现象分析,然后给出PPDAB样机性能的测试结果。样机的开关器件均采用氮化镓器件,开关频率300kHz,能够实现双向功率流动,正向功率传输最大功率1.67kW,最大效率99.58%;反向功率传输最大功率1.68kW,最大效率98.41%。最后给出使用氮化镓器件的总结。