近年来在新能源汽车和数据中心服务器等领域,小型化高效率的双向直流-直流(DC-DC)变换器获得广泛关注。同时高频化作为提升开关电源功率密度的有效手段逐渐成为现阶段的研究热点。本文基于基本耦合电感型变换器,提出一种新型具有谐振网络的高频高变比双向DC-DC谐振变换器。所提结构在传统拓扑的基础上引入谐振环节,合理利用耦合电感的漏感参与谐振过程,不仅可达到10倍的电压传输比,而且可实现开关管的零电压(ZVS)开通和零电流(ZCS)关断,大大减少开关损耗,提升系统效率。本文对所提变换器进行拓扑分析和参数设计,并与相似拓扑结构进行比较分析。为验证理论分析的准确性,利用PSIM仿真软件对变换器升降压原理进行验证。为了进一步提升系统的功率密度,本文提出一种耦合电感的优化设计方法。结合拓扑结构和特点,平面耦合电感采用一种新型变宽度交错排列绕组结构,该结构可有效降低其交直流阻抗和等效电容。根据提出的绕组结构建立了平面变压器的集总电路模型,系统性地建立每层绕组、磁芯、绝缘层、气隙等结构的等效模型,通过损耗分析,比较得出最优的平面变压器结构。为获得更好地动态性能,采用状态空间平均法对系统进行小信号扰动分析,针对升压模式和降压模式不同的零极点特点建立相应的小信号模型,结合开环条件下的零极点分析和各频段伯德图特性,采用4P3Z的补偿策略对系统进行补偿。通过双线性变换法对补偿系统离散化处理,利用数字控制器实现补偿校正,保证系统输出稳定。最后本文利用GaN器件搭建了一台750kHz/50W的实验样机。实验证明,在满载和半载条件下,开关管软开关性能良好,实验结果与理论分析和仿真结果相吻合。在额定条件下系统的升压模式效率为91.89%,降压模式效率为92.37%。