在全球能源危机不断加深、全球气候变暖以及大气污染危害不断加剧的大背景下,节能减排、低碳环保的绿色发展理念早已深入人心。在汽车行业迅猛发展的今天,相比传统的燃油汽车,电动汽车的发展及推广是对节能减排最为直接的支持。电动汽车的应用与推广首先需完善其配套的充电基础服务设施,它们是电动汽车能源补给的保障。近年来研究有关电动汽车高效、安全、快速的充电技术,成为众多研究者关注的焦点之一。本文提出一种全数字控制模块化直流充电桩功率模块的设计方案,该模块能够实现大功率DC/DC变换、输出电压连续可调,符合电动汽车充电设备的需求标准。设计方案采用DC/DC单级变换结构,可实现恒流输出及恒压输出,满足对电池分阶段充电的技术要求。同时,该方案具有模块化并联均流的特性,满足容量扩展和冗余设计的需求,有效提高了系统的功率等级和可靠性。基于对充电桩输出功率等级及软开关技术应用的综合考虑,本设计选用ZVS移相全桥电路作为直流充电桩模块的主电路拓扑。介绍了 ZVS移相全桥变换器的工作原理,分析了 ZVS软开关实现条件、变压器副边占空比丢失以及整流二极管关断时刻的寄生振荡等关键问题及其优化方法,最后,分析了模块化技术的应用,通过对比各种并联均流措施,确定单母线双环控制数字均流法为本设计的均流方案,文章还详细介绍了系统中各主要器件的选择依据以及参数设计的计算方法,包括磁性元件的设计、半导体器件、电容和电阻的选型等。根据本文提出的方案,设计出了单模块最大输出功率为7.5kW、最大输出电流20A、输出直流电压300V～500V连续可调的试验样机并对设计方案进行了系统性的分析与验证。首先通过Saber软件进行仿真,初步验证了方案的合理性,最后调试出两台数字化控制的实验样机,通过实验对测试数据和关键波形的分析,最终验证了该设计方案现实可行。本文所设计的直流充电桩功率模块输出功率大、效率高,输出电压连续可调,具有灵活的数字化控制充电策略,同时采用模块化技术使充电系统具有可扩容和冗余备用的特性,具有良好的工程实用价值。