伴随着电力电子技术趋向小型化、高频化以及半导体技术的飞速发展,在新能源政策的大力推广下,双有源桥式变换器正在广泛地应用于能源路由器、固态变压器、直流中断等各个领域,尤其在新能源汽车的能量管理系统中得到广泛使用,在高压和低压配电母线之间很好地完成能量的流动和分配。本文以双有源桥式变换器为研究对象,从理论推导,仿真分析和实验验证等方面进行研究,针对电流应力和软开关进行优化控制,降低开关器件损耗,以提高变换器效率。本文首先介绍了国内外针对双有源桥式变换器的研究现状,概述研究背景和价值。然后介绍双有源桥式变换器三种常用控制方法:单移相控制、双重移相控制和多重移相控制。分析比较各个控制方法的原理和传输功率特性。利用Simulink仿真软件对单相双有源桥式变换器的开环和闭环控制进行了仿真,仿真结果与理论分析相一致。接着为了进一步减小开关损耗,对变换器的软开关行为进行分析,讨论了不同移相控制下软开关实现条件,研究了一种在实现全部开关管ZVS导通下使电流应力达到最小的优化控制方法。通过仿真验证了算法的有效性。再对10kW单相双有源桥式变换器的样机设计进行了详细介绍,介绍了变压器的选型及设计中的一般问题,对变换器中的高频变压器、辅助电感、直流侧的电容及开关二极管、控制电路进行了参数选型和设计阐述。最后基于10kW的单相双有源桥式变换器样机进行开环和闭环实验,将实验结果同理论和仿真分析进行了对比验证。