航空高压直流电源系统是未来多电飞机供电系统的主要架构之一,为保证多电飞机的负载需求,在270V高压直流系统中,270V转换为28V的二次电源存在必然需求。对于大功率应用场合,航空直流变换器设计中越来越多的采用模块化思路,它将单个变换器做成具有通用性质的子模块,通过多模块并联结构来实现功率等级的提升。这样一方面可以实现系统的冗余、提高电源系统的可靠性、降低开关器件应力;另一方面可以方便实现功率的叠加,提高系统的可扩展性。本文中的航空直流变换器采用两级式结构,前级为基于矩阵变压器的LLC-DCX,后级为交错并联同步整流Buck变换器,通过控制后级Buck变换器可实现短路控制和多模块并联均流控制。本文在对前级LLC-DCX和后级Buck变换器的启动特性分析的基础上,提出了各自的软启动方案,设计了级联系统的启动时序。针对短路瞬间电流冲击问题,采用了一种输出电压前馈的短路控制方案,可以有效抑制短路瞬间电流冲击,提高系统可靠性。针对大功率应用场合,本文在单模块内部多路交错并联的基础上,进一步研究多模块并联技术,对比分析常见的并联均流控制方案,综合考虑均流精度、均流响应速度、可靠性等因素,选择最大电流均流法为模块间并联均流控制方案,在此基础上采用了均流环在电压环外的外环调节结构。本文对多模块并联直流变换器系统进行了故障分析,并设计了故障模块隔离方案,提高系统容错能力。最后研制了单模块额定功率为3kW的航空直流变换器,并进行三个模块并联实验,实验验证了理论分析和设计方案的正确性。