全世界生产力不断发展,全球能源结构变化,不可再生能源发电占比越来越少,新能源发电的占比则逐年增加,更多的微网需要并入大电网中。电力系统将会电力电子化,传统工频变压器在特定领域中将逐渐被电力电子变压器(power electronic transformer,PET)所替代。PET不仅能实现电气隔离和改变电压等级,也可以作为各类电网的能量路由器。其中,基于多有源桥DC-DC变换器结构的PET包含了多有源桥的多个直流接口的特性,可以接入多个电压、功率等级的能源网络。而多有源桥的各个直流接口之间均存在能量耦合,因此论文围绕多有源桥DC-DC变换器的解耦控制进行研究。论文介绍了PET的分类,通过对比各类拓扑,分析了双向DC-DC变换器用作中间直流环节的优势。阐述了双向DC-DC变换器在拓扑结构、数学建模和控制策略方面的发展过程。分析了多有源桥变换器研究中存在的问题,并将多有源桥变换器各直流接口的功率解耦作为论文的主要研究内容。分析了双有源桥变换器的拓扑和工作原理;分析了单移相控制下正向功率流和反向功率流时双有源桥变换器的工作状态及软开关特性,推导了双有源桥变换器的传输功率与移相比之间的关系,研究了双有源桥变换器软开关的范围,仿真验证了匹配状态、不匹配状态时,双有源桥变换器开关管的软开关实现情况。建立了多有源桥变换器的数学模型,分析了单移相控制下的多有源桥变换器平衡功率传输和不平衡功率传输时的工作模态及开关特性,对两种功率传输状态分别进行了定性和定量的分析,总结了功率不平衡传输时,由于多绕组变压器带来的耦合现象。搭建了仿真模型,验证了平衡传输状态的各端口独立特性和不平衡传输状态的耦合现象。分析了一种开环电流解耦控制,推导了其数学原理,研究了其参数设计条件。针对开环电流解耦控制只能实现单向功率传输解耦和灵活性不足的问题,采用了一种控制简单并可实现副边侧各H桥功率双向传输的零移相线性化解耦方法,推导了数学公式,得出了四有源桥变换器的解耦矩阵,并针对不同的应用场景拓展出了固定解耦法和实时解耦法。搭建了仿真模型,验证了给定功率变化和直流侧电压变化的情况下解耦方法的有效性。最后,搭建了额定功率为10k W的模块化四有源桥变换器实验平台,主要包括了控制器的软硬件设计、主电路设计(含高频变压器)和驱动电路设计。并通过实验平台验证了本文采用的零移相线性化解耦法的解耦的有效性。