随着科学技术的发展,对开关电源的功率密度、效率和动态性能提出了更高的要求。通过提高开关变换器的工作频率,可以大大地减小开关变换器的体积,提高功率密度,然而提高开关变换器的工作频率后,开关损耗增加,电磁噪声增大,开关器件的电压或电流应力增加。为了解决提高工作频率所带来的问题,软开关技术被提出,采用软开关技术的开关变换器可以实现开关管的零电压或零电流开关,显著提高效率,减小电磁干扰。与其他软开关电路相比移相全桥变换器具有结构简单、控制方便,易于实现等优点,在实际中被广泛应用。开关变换器是典型的非线性时变系统,工作特性较为复杂,为了研究开关变换器的控制问题,首先要建立数学模型,在此基础之上,才能应用控制理论的方法设计变换器的控制器,从而得到更加良好的性能。本文通过对移相全桥软开关直流变换器的分析与设计,对移相全桥变换器的软开关技术、建模方法和控制方法进行了研究。首先,介绍了移相全桥软开关直流变换器的种类,对移相全桥零电压零电流直流变换器的几种典型拓扑结构进行了分析,总结了各种拓扑结构的特点,选择滞后桥臂串联二极管的移相全桥零电压零电流直流变换器作为研究对象。然后,对滞后桥臂串联二极管的移相全桥零电压零电流直流变换器的工作原理进行了详细分析,阐述了滞后桥臂串联二极管的移相全桥零电压零电流直流变换器的软开关实现条件,根据性能指标要求,设计了主电路元件参数,在此基础之上,利用Saber软件建立了主电路的仿真模型,进行了仿真分析,仿真结果表明主电路参数选择合理,满足设计要求。最后,利用状态空间平均法建立了滞后桥臂串联二极管的移相全桥零电压零电流直流变换器的小信号模型。介绍了基本的单周期控制原理,针对其缺陷设计了改进型的单周期控制环节,应用到了滞后桥臂串联二极管的移相全桥零电压零电流直流变换器上,给出了控制环节的数学模型,利用MATLAB软件进行了系统的仿真,仿真结果表明采用改进型单周期控制能够使滞后桥臂串联二极管的移相全桥零电压零电流直流变换器能够获得良好的动态和静态性能。