本文研究了一種雙向混合式直流-直流變換器，適用于包括微電網在內的各種應用中的兩條直流電壓母線之間的接口。開關電容器單元集成在變換器拓撲中，在不使用變壓器的情況下具有高電壓轉換比的優點。本文通過狀態空間平均法和等效電路模型上的脈寬調制開關模型法，分析了變換器的運行情況和升壓和降壓運行模式的穩定性。該變換器采用基于波特圖的頻域電流控制器，采用K系數法。通過一個平均值和一個詳細的開關模型得到的仿真結果表明，控制器能夠很好地跟蹤參考電流波形，具有良好的動態性能。從2千瓦變頻器樣機上獲得的實驗結果證實了理論考慮和仿真結果。

　　微電網、可再生能源系統、汽車和其他應用通常需要雙向DC-DC變換器，以確保各種儲能元件之間的電力流動。因此，在儲能裝置和直流母線之間放置不同電壓等級的雙向DC-DC變換器，近年來成為重要的研究課題。

　　在許多情況下，雙向轉換器必須在輸入和輸出之間提供高電壓比。如果使用超級電容器作為存儲元件，則需要高電壓比，以允許跨終端的電壓變化較大，從而充分利用儲能容量。

　　在直流微電網中，直流-直流雙向變換器在控制內部直流母線電壓和維持系統功率平衡方面發揮著重要作用。對于混合儲能系統，其中電池和超級電容器都用作儲能裝置，兩個或兩個包括更多具有協調控制的雙向轉換器。

　　目前，人們對插電式混合動力電動汽車（PHEV）的興趣迫使人們研究包括可再生能源在內的能源系統的新充電策略。在這種情況下，直流配電總線很容易實現，以集成這種電源。此外，在這種結構中使用雙向DC-DC轉換器，PHEV電池中存儲的能量可以通過所謂的V2G操作反饋回電網。

　　雙向DC-DC變換器對電流隔離的要求是一個很高的限制。在需要電流隔離和高電壓轉換比的應用中，可以使用反激或正向變換器。這些簡單的轉換器的主要缺點是由于漏感，需要額外的電路，增加了復雜性。

　　如果不需要電隔離，傳統的雙向降壓升壓變換器（包括半橋）通常用于需要雙向功率流的應用中。其它標準的雙向變換器也可用于儲能系統中，每一個都具有與直流增益、元件計數和電壓應力有關的優缺點，通過插入額外的電容器和開關，傳統的降壓變換器可以改進為THR。EE級拓撲四級或多級拓撲，用于更寬的操作范圍，具有更大的增益。多電平變換器的主要缺點是電壓電容平衡。其他已知的轉換器結構，如zeta轉換器，也可以修改為雙向拓撲。

　　其他具有高升壓/降壓電壓比的無變壓器DC-DC變換器是所謂的混合變換器，通過將開關電容或開關電感結構插入降壓、升壓和其他簡單變換器而獲得。結果表明，在升壓變換器的輸出端，耦合電感和開關電容單元的組合也能取得良好的效果。具有多個開關電容單元的拓撲結構提供雙向操作是可行的。單端初級電感變換器（SEPIC）結構還可以從雙向結構的開關電容單元中獲益。