为满足低压应用场合下DC-DC变换器高效率、小尺寸和低成本等多方面需求,提出一种同时优化DC-DC变换器的功率损耗、物理尺寸和成本的方法。以低压开关槽式变换器（switched tank converter, STC）为例,在分析其工作原理基础上,首先建立元器件的功率损耗、面积和成本模型,以设计指标为约束条件,再建立一个以功率损耗、面积和成本为优化目标的变换器多目标优化模型,且优化模型中的参数可从器件数据手册查到。采用基于非支配排序引力搜索算法（non-dominated sorting gravitational search algorithm, NSGSA）改进得到的大范围改进的非支配排序引力搜索算法（large-scale improved NSGSA,LSINSGSA）求解变换器多目标优化模型。将所得优化结果与NSGSA和NSGA-Ⅱ（non-dominated sorting genetic algorithmⅡ）算法的优化结果进行比较。结果表明,提出的STC变换器多目标优化方法可以得到综合性能最优的器件组合方案,实现STC的效率、面积和成本达到折衷最优的目的,改进的LSINSGSA算法的收敛性与Pareto前沿中最优解均匀分布性均优于NSGSA和NSGA-Ⅱ。

国家自然科学基金项目（51777012）；北京市自然科学基金-教委联合资助项目（KZ201911232045）；

0 引 言
1 PPR-STC拓扑及工作原理
1.1 4:1 STC工作原理
1.2 四开关Buck-Boost变换器工作原理
2 STC元器件参数化模型建立
2.1 开关器件损耗模型
2.2 电感器损耗模型
2.3 电容器损耗模型
2.4 PPR-STC多目标优化模型建立
3 NSGSA算法改进
3.1 存档集维护策略改进
3.2 位置更新策略改进
3.3 KBEST策略改进
3.4 精英策略改进
4 优化结果
5 结 论

王康,王久和,王路.低压开关槽式变换器多目标优化[J].西安科技大学学报,2021,41(05):938-947.