近年来,随着微电网的不断发展,能够实现功率双向流动的直流开关电源可将可再生能源的过剩能量转移到蓄电池,也能在可再生能源不能完全满足负荷需求时从电池向负载提供能量,因此备受关注。本文围绕直流开关电源的硬件拓扑选择、优化控制等方面,以谐振腔并联电感的双向LLC谐振变换器为对象开展研究工作。本文首先分析了双向LLC谐振变换器各个工作模态下的工作原理,基于基波近似法(first harmonic approximation,FHA)建立交流等效模型,求解出电压增益,并分析了电压增益的主要影响因素。分析结果表明,在第一谐振工作点附近,变换器能够在保证软开关工作的前提下,获得更大的可控增益变化范围。此外,在众多影响因素中,电压增益对品质因数Q和电感系数k都十分敏感,设计参数时应该折中考虑。在双向LLC谐振变换器的硬件设计方面,根据直流微网对变换器的指标要求,进行了谐振腔参数器件选型和磁性元件设计。在控制方面,针对双向LLC谐振变换器采用同步整流控制策略时,在次谐振区有能量回流的问题,选择单侧频率控制方式实现开关管驱动。文中搭建了 MATLAB仿真模型进行验证,并研制了一台1.5kW的实验样机。基于仿真模型和实验样机,完成了变换器主要参数的电压、电流波形和效率的测试,测试结果表明,本文设计的双向LLC谐振变换器可以实现软开关运行,完成DC400V/DC48V的电能变换,具有合理性和可行性。图64幅,表6个,参考文献75篇。