为了应对能源枯竭、环境恶化等日益严重的问题,如何合理、有效的利用能源越来越受到人们的关注。在太阳能、风能、燃料电池等新能源发电系统中,需要使用储能系统通过双向DC/DC变换器来应对新能源发电的间歇性问题。在电动汽车、混合动力车等其他应用场合,同样需要用到双向DC/DC。由于双向DC/DC变换器能够调节功率、提供稳定的供电,因此对于高效率、高可靠性、高功率密度的双向DC/DC变换器的研究已成为近年来的研究热点之一。双向DC/DC变换器具有多种拓扑,根据拓扑结构可以分为非隔离型双向DC/DC变换器和隔离型双向DC/DC变换器。在隔离型双向DC/DC变换器中,双向移相全桥变换器由于拓扑结构简单、控制方法易于实现,以及具有高功率密度、易于实现软开关等特点,应用最为广泛。但此类拓扑仍然存在软开关范围较窄、循环能量较高、关断损耗较大等问题,从而影响了变换器效率。由于谐振型DC/DC变换器能够实现零电压开通和零电流关断,因此具有很高的效率。本文以LLC谐振变换器为基础,对其在能量双向流动场合中的应用进行了研究。文章首先提出了一种双向全桥LLC谐振变换器,并采用两种不同的控制方法对变换器进行控制。第一种方法是变压器原边、副边开关管驱动信号同步,且脉冲宽度相同的控制方法,其控制方法简单、直观,变换器可以实现零电压开通(ZVS),因此具有较高的效率。但由于能量双向流动时的工作特性与传统单向LLC谐振变换器存在差异,使变换器失去零电流关断(ZCS)的特性,因此变换器存在一定的循环能量,输出电压增益也会受到限制,增益范围较窄。在第二种控制方法中,双向全桥LLC谐振变换器原边、副边的开关管采用同步非等宽的控制策略,使变换器同时实现ZVS和ZCS。变换器同时具有升压模式和降压模式,电压增益范围较第一种方法更宽。在该控制方法中,开关频率始终小于或等于谐振频率,因此开关损耗也可以得到降低。除此之外,当变换器双向工作时,可以自动在正向工作模式和反向工作模式之间进行切换,因此适合应用于储能系统中。为进一步扩大双向LLC谐振变换器的输出电压增益范围,并保持高效率的特性,文章提出了一种复合桥式结构的双向三电平LLC谐振变换器。该双向三电平LLC谐振变换器开关频率始终保持不变,通过脉冲宽度、幅度控制(PWAM)对输出电压进行调节,变换器始终能够实现ZVS和ZCS。该双向三电平LLC谐振变换器的正向工作和反向工作中分别具有三种不同的控制方法,文章介绍了三种控制方法对应的三种工作模式,并分析了在不同工作模式下的工作原理及电压增益、软开关等变换器特性。当变换器在三种模式间进行切换时,输出电压增益可以连续、无缝的进行宽范围的调节。在分布式发电系统中,除了连接储能元件的双向DC/DC变换器外,同样还需要有电源到负载的单向功率输出电路,当两部分电路独立运行时,使用的器件较多、控制方案较为复杂。为减少器件使用、节约成本、提高功率密度,本文提出了一种新型的双向三端口LLC谐振拓扑,将输入电源、储能单元及负载集成到一个变换器中。该双向三端口LLC谐振变换器既可以调节功率,又能够向负载传输能量。由于变换器的开关频率始终小于或等于谐振频率,因此可以实现ZVS和ZCS,变换器具有较高的效率。为应对分布式发电电源的间歇性特性、提高能量利用效率,变换器共存在四种运行模式,可以始终满足负载需求,实现稳定供电。