在分布式储能系统、数据中心等需要储能系统的应用场合中,将储能系统装置接入中高压直流母线往往需宽电压增益、高效率、高功率密度的双向隔离DC-DC变换器。本文以双向隔离DC-DC变换器拓扑为研究对象,研究并提出一种改进电流型LC并联谐振双向隔离DC-DC变换器,并在此基础上提出一种宽增益级联双向隔离DC-DC变换器拓扑。本文对所提变换器的工作原理、稳态特性进行了分析,并通过实验验证了所提拓扑的有效性和理论分析的准确性。本文首先介绍了电压型和电流型双有源桥DC-DC变换器。分析了电压型LLC谐振变换器的工作原理,并根据其工作状态推导变换器的稳态性能。然后介绍了电流型双有源桥DC-DC变换器及其特性,该结构通过直流端口侧串入一个较大的储能电感,抑制电流纹波,进而降低了高频变压器匝数比,但由于变压器漏感的存在,当储能大电感与漏感串联时,由于两个电感上的电流不相等,有可能在开关管寄生电容上产生极高的电压尖峰导致开关器件损坏。通过对现有双有源桥变换器的优缺点的总结,为新型宽增益双向隔离DC-DC变换器的构造提供基础和方向。然后,本文提出了一种改进电流型LC并联谐振双向隔离DC-DC变换器,该拓扑将谐振电容移到全桥和储能电感之间,既实现了软开关,又保留了电流型双有源桥的特点,同时抑制了传统电流型双有源桥可能出现的电压尖峰。通过介绍该变换器的拓扑结构和工作原理;建立了变换器简化模型,并在时域上推导了该变换器谐振电感电流、谐振电容电压和输出电感电流表达式,得到以平均值表示的谐振电容电压增益曲线和电流传输比曲线;最后通过实验验证了该DC-DC变换器的有效性和适用性。接着,针对现有宽增益应用场景下级联变换器的中间直流母线电容大,电流纹波大的问题,提出了一种基于输出电流源型谐振腔的级联双向隔离DC-DC拓扑。变换器前级双有源桥部分采用改进电流型LC并联谐振隔离DC-DC变换器拓扑,利用中间直流电容与高频隔离变压器的漏感的谐振实现双有源桥的软开关,此时,中间直流电容电压在有限的范围内波动,避免了传统级联方案需要较大的中间直流电容来实现直流母线电压稳定,降低了变换器体积,提高了功率密度。前级输出端由于输出电感的存在可以等效为电流源,抑制了电流纹波,降低了对高频变压器匝数的要求。变换器后级采用双向Buck-Boost拓扑,Buck-Boost的输入电感即为前级双有源桥的输出电感,通过控制Buck-Boost开关管导通的占空比,实现对变换器宽电压调节范围的控制。此外,通过分析该变换器的前级双有源部分的单位电压增益特性,可以使其固定开关频率开环工作,简化变换器控制复杂度。在分析变换器的运行原理、功率传输特性、电压增益、软开关范围等稳态性能基础上,对其谐振网络参数和软开关特性进行分析。分析了内阻对开关管关断电流的影响,提出了通过谐振参数优化来降低内阻的影响,进而实现零电流关断。此外,通过分析谐振参数与电压应力、电流应力以及电流有效值之间的关系,得到一组最优谐振参数使得变换器的效率达到最高。最后通过实验验证了上述分析的有效性和可行性。