（河南工学院电气工程与自动化学院，河南 新乡 453003）

高压直流（high voltage direct current，HVDC）输电的快速发展引起了对直流电网配电技术的研究热潮[1]。而模块化多电平变换器（modular multilevel converter，MMC）技术已在许多应用中实现[2]，未来的演变趋势必然是一对多的电能变换形式。在中、高压应用中开发模块化DC/DC直流变换器具有重要意义[3]。高压应用场合中模块化直流变换器的研究集中于提高变换器性能[4]，然而在保持低成本的同时考虑提高可靠性才是变换器研发的首要任务。

与高压应用的变换器相比，具有并联输入级联输出的直流变换器广泛应用于中压直流变压器[5]中，电力电子变压器除了适用于在配电网中[6]，还可用于牵引系统[7]。直流变换器采用输入级联输出并联配置，要求对级联电压和并联电流进行强制均衡控制。对于高压应用，这种配置需要大量的隔离变压器，这会给均衡控制带来高复杂性，并且会因为变压器故障而导致高故障风险。

高压应用中，基于半桥或全桥子模块的MMC直流变换器通常无需变压器配置[8]。但传统谐振式MMC直流变压器的变比设置较大，且低压侧电流必须流过高压侧的功率半导体器件。为此，本文设计了一种新颖的谐振式MMC直流变压器，通过更灵活的调制方案，可实现宽范围变比，同时不需要额外的电压均衡控制。最后，对所研发的谐振式MMC直流变压器的性能进行了实验验证。

1 谐振式MMC直流变压器

具有N个子模块的单极谐振式MMC电路结构如图1所示。图1中，第j（j=1，2，…，N）个子模块的电容电压和输出电压分别用uCj和uj表示。……