全桥变换器是中大功率应用场合广泛采用的拓扑,为了减小开关损耗以提升变换器效率,多种形式的辅助电路引入全桥变换器实现了功率器件的零电压、零电流开关。然而,额外电路的加入将降低变换器的可靠性,影响变换器功率密度提升。研究如何在不影响可靠性的基础上提升变换器效率,将在学术及工程应用上具有重要意义。本文围绕输入并联输出串联型组合式全桥变换器,首先阐述了不同控制方式下全桥变换器的工作原理和控制技术,重点分析了在不同控制方式下的拓扑损耗及变换器效率,继而给出了一种全负载范围内进行效率优化的控制策略,并完成了高功率密度要求下的散热设计。针对应用需求,结合输入并联输出串联型的隔离全桥DC/DC变换拓扑结构,分析了全桥变换器分别在移相(Phase Shift)控制和占空比(PWM)控制下的工作原理,在此基础上分析了原边开关管、副边整流二极管的开关损耗和导通损耗情况,引入在轻载下采用占空比控制,重载下采用移相控制方式的双模式控制切换思路。根据应用场合的功能要求和性能指标,对全桥DC/DC主电路的参数进行了设计,给出了关键器件的设计流程和参数值,其中包括:输入滤波电容、隔直电容、功率开关管MOSFET、高频变压器、整流二极管、输出滤波电感、输出滤波电容等。在Buck电路小信号模型的基础上,建立了全桥DC/DC变换器的小信号模型,给出了两种工作模式下的控制参数设计过程,并对系统的稳定性和动态性能进行了分析。为使装置整体效率最优,将轻载下占空比控制的效率优势和重载下移相控制的软开关优势结合,引入滞环控制的模式切换策略,最后给出了变换器软件控制架构。为了保证模块安全、可靠运行,需要进一步解决在高功率密度需求下的模块散热问题。本文先计算了全桥变换器散热系统的热阻,仿真及实验结果表明模块在额定负载工况下,其发热及散热情况均在设备要求的范围内。在样机上进行的性能试验和功能试验表明,主电路参数设计满足装置设计要求,进一步验证了本文双模式控制的有效性。