双向CLLC谐振变换器高效率的自然软开关特性使其在新能源发电和直流输配电领域优势明显。本文首先对双向CLLC谐振变换器的原理和特性进行分析,导出交流等效模型和直流特性,并分析参数对变换器性能的影响,在欠谐振模式下分析参数对谐振电流的影响,为参数的优化设计提供条件。然后针对交错并联双向CLLC谐振变换器中磁件集成的问题,提出一种新型变压器磁集成结构——“[+]”型变压器集成结构,通过和传统“EE”型变压器集成结构进行对比,建立磁位差模型,分析两者磁通密度分布情况和磁位差的区别,得出“[+]”型变压器集成结构比“EE”型变压器集成结构磁通密度分布更均匀,磁位差小,散磁通造成的涡流损耗小的优势。建立磁路电路模型,给出集成变压器设计方法,并运用Ansys软件中的电磁组件进行磁通密度和磁通分布的仿真分析,通过仿真分析得出“EE”型变压器集成结构磁通密度分布不均匀,旁路磁通和扩散磁通严重,验证了理论分析的正确性。进行集成变压器样机的制作,得出集成后变压器体积减小40%,提高了变换器的功率密度,说明变压器集成优势明显。接着给出双向CLLC谐振变换器两个ZVS实现条件和增益单调性要求,针对直直变换器系统,指出仅仅增大励磁电感对变换器效率提升有限,忽略了频率范围对变换器效率的影响。给出优化的参数设计方法,即在满足满载最大增益的条件下,选取最大励磁电感和最小k值限定工作频率范围,使变换器更加靠近完全谐振状态,同时保证了谐振变换器ZVS和ZCS特性,使变换器在整个负载范围内具有更高的效率,特别是满载情况下,效率提升明显。最后通过Saber仿真证明参数设计的有效性,搭建实验系统并设计系统硬件电路,通过实验证明参数优化后的效率提升明显,“[+]”型变压器集成结构具有更高的效率和功率密度。该论文有图58幅,表6个,参考文献55篇。