随着全球能源危机的不断加剧,保护自然环境并合理利用资源,推动绿色能源开发利用,实现可持续发展,是当今全球各国的共同研究课题。在这种大背景下,全球各国政府加大对电动汽车工业的研发投入和政策扶持。发展电动汽车,充电系统是不可或缺的重要组成部分,而充电系统由数个充电机串并联组成,与动力电池直接相连接的部分是DC-DC变换器。随着对DC-DC变换器技术的深入研究,呈现出高频化、软开关、多电平和智能化的发展趋势。本论文在比较各类直流变换器之后,选择半桥三电平拓扑进行了深入的理论研究,采用软开关控制技术,研制了一台7.5KW实验样机。本论文首先对半桥三电平变换器的软开关控制策略进行了推导,详细分析了变换器的12个开关模态的等效电路和主要波形,并给出了主要电路参数的数学推导过程。然后,对变换器ZVS过程中的几个重要要问题进行了研究,包括ZVS实现条件、占空比丢失、整流二极管换流和变压器磁通不平衡问题,同时分析了通过饱和电感改善占空比丢失问题的方法。其次,在理论分析的基础之上,对实验样机做出了详细的设计,样机额定功率为7.5KW,工作频率为100KHZ。主要工作包括:主电路高频变压器、输入电容、输出LC滤波器和开关管的参数设计及选型;超前管与滞后管驱动电路设计;电压电流采样、隔离和调理电路设计;基于TMS320F2812的数字控制系统设计。最后,搭建了实验测试平台,对实验样机各部分电路进行了全面的测试,实验结果显示课题达到了预期的设计目标,验证了理论分析的正确性。