为降低成本、减少器件并保证电路安全运行，提出1种单相隔离型Δ源AC-AC变换器。新型变换器可以提供更宽范围的Buck-Boost输出电压，输入/输出电压可同相或反相，同时可抑制浪涌和谐波电流，提高电路可靠性。对所提电路的工作原理进行分析，推导得到各工作过程中主要元器件电压及输入/输出电压的关系式，并与其他改进的交流变换器进行对比，从理论上证明了新型交流变换器性能的优越性。根据所设计的参数搭建仿真模型和实验模型进行验证，仿真与实验的结果证实了理论分析的正确性与可行性。

三相链式储能变换器可提高电网中风、光等可再生能源功率的可控性。针对三相输出链式储能变换器相间储能电池荷电状态SOC(state-of-charge)不均衡问题，提出相间环流功率闭环控制实现相间储能电池SOC均衡方法，通过向a、b、c相注入零序电压在相间产生有功环流功率实现三相储能电池组的SOC均衡，在建立链式储能变换器相间最大有功环流功率与SOC偏差数学模型基础上，通过相间环流有功功率闭环控制使得系统以最大环流功率进行相间电池组SOC均衡，实现相间SOC均衡速度最大化，从而加快相内SOC均衡速度。最后通过MATLAB的仿真模型和实验平台验证了所提出方法的正确性和可行性。

模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)采用传统载波移相脉宽调制策略时附加的子模块电容电压平衡策略，会导致MMC每相电路中投入的子模块数量出现高频跳动。因此，桥臂电感上会出现很大的感应脉冲电压，进而产生较高频率的环流谐波，从而增加元器件的电压和电流应力。在研究传统载波移相调制策略及其在MMC中应用问题的基础上，对其实现过程进行改进，以保证在任意时刻MMC每相电路中投入的子模块数量恒定，从而避免上述问题。对所提改进载波移相调制策略进行详细分析，并给出相应的电容电压平衡控制策略。仿真和实验结果表明，采用改进载波移相调制策略后，桥臂环流幅值得到降低。

提出1种新型双通道发光二极管LED(light emitting diode)驱动器，并详细分析了其工作原理和特点。所提驱动器使用1种新型Z源谐振网络和1个与电源共地的有源开关结构，并利用平衡电容自动实现电流均衡，因此其电流控制非常简单。同时由于利用Z源谐振网络传递能量，该驱动器具有软开关、效率高、体积小、电压应力较低等优势。为验证所提驱动器的有效性，研制了1台80 W的实验样机进行测试。

变流器的开关速度和开关频率越来越高，对直流侧去耦电容也提出了更高的要求。针对开关管关断过程中电压、电流振荡带来的过电压尖峰和去耦电容损耗问题，首先建立考虑系统杂散参数的瞬态电路模型，分析开关管关断过程中过电压和去耦电容电流振荡的演变过程；然后提出考虑主电路寄生参数和去耦电容等效串联电阻的损耗模型，量化分析实际工程中去耦电容选型所受的限制因素，得出去耦电容容值、损耗限制条件的优化选型方法；最后通过仿真和实验验证了所提模型和分析方法的正确性。

锂电池荷电状态SOC(state-of-charge)的快速精确估计，对电池管理系统至关重要。针对卡尔曼滤波算法估计锂电池SOC时阻容参数缺乏合理约束的问题，提出1种阻容参数滤波优化方法，结合无迹卡尔曼滤波UKF(unscented Kalman filter)实现锂电池SOC估计的快速精确收敛。首先，结合多项式建立锂电池等效电路模型；然后，利用带遗忘因子的递推最小二乘法获取时变和时不变的模型阻容参数，通过设置卡尔曼增益阈值，建立阻容参数滤波关系式，提出阻容参数滤波优化无迹卡尔曼滤波算法，估计锂电池SOC；最后，设计混合功率脉冲特性实验、间歇恒流放电实验和动应力测试实验，验证设计方法的收敛性和鲁棒性，SOC最大估计误差低于1.0%，并给出增益阈值参考范围。

针对T型三电平逆变器驱动的永磁同步电动机驱动系统存在的电容中点电压不易平衡、共模电压较高问题，提出1种有限电压矢量集优化的模型预测瞬时转矩控制MPITC(model predictive instantaneous torque control)策略。首先，鉴于电压矢量对中点电压的影响，仅选用零矢量、小矢量和大矢量参与MPITC。其次，基于开关状态与共模电压的关系，确定13个低共模电压矢量参与控制。再次，为提高电机运行性能，利用长矢量合成虚拟电压矢量替代中矢量参与模型预测控制。最后，根据中点电位和电机电流方向，从19个电压矢量中选出对维持中点电压平衡有利的电压矢量作为预选矢量集。实验结果证明了所提控制策略能够有效降低电磁转矩和磁链脉动及共模电压幅值，同时能够实现中点电压的平衡控制。

针对双有源桥DC-DC变换器在电压不匹配时会产生较大的电流应力，导致变换器效率降低的问题，提出1种结合双重内移相与交错双重移相的组合双重移相控制策略。首先，分析2种控制策略工作原理，建立传输功率和电流应力的数学模型；然后，以最小电流应力为优化目标，利用Karush-Kuhn-Tucker条件下的拉格朗日乘子法求解最优移相比；其次，根据电压比和传输功率对2种控制策略下的优化方法进行组合，利用组合双重移相控制获得全局电流应力最优解，并与现有的单移相和双重移相控制进行比较，得出所提控制策略能够在电压比较大的情况下进一步降低电流应力与回流功率，提高传输效率；最后，搭建实验样机验证该控制策略可行性。

以光伏发电为代表的新能源发电已经成为实现“碳中和”这一目标的重要手段。光伏发电系统通常需要多个光伏组件串联从而获得高电压输出，而在串联光伏组件中由于局部阴影或组件不同程度老化等因素造成的组件特性不匹配会导致系统发电量的严重损失。因此，诸多技术方案被提出以尝试解决这一问题。其中，光伏均衡器成为1种很有前景的解决方案，其采用电力电子变换器将不匹配功率进行转移从而改变组件工作点获得最大功率输出。首先介绍光伏均衡器的基本概念及工作原理。然后详细介绍组件-母线(PV-bus)结构、组件-组件(PV-PV)结构及其他特殊类型结构的光伏均衡器拓扑，并对现有的光伏均衡器拓扑电路进行细致的参数及性能对比分析。最后，对不同类型的光伏均衡器拓扑结构进行总结与评价，为该方向的研究人员提供参考。

针对移相全桥变换器因谐振电感体积和占空比损失的限制，传统控制方法难以在宽负载范围内实现软开关的问题，采用1种基于峰值电流与突发模式的混合控制方法。通过调整突发占空比稳定输出电压到参考值，改变移相角保证原边有足够大的电流实现滞后桥臂开关管的零电压开通。对所采用的控制方式搭建仿真平台，并研制1台240 W样机，通过数字信号处理器实现移相全桥变换器混合控制，通过仿真和实验验证控制方法的可行性。