随着新能源技术的飞速发展,其清洁、高效的特点越来越受到重视。国家更是大力提倡和推广新能源技术在电动汽车、备用能源、微电网等方向的应用。复合储能系统结合储备和转换功能于一身,成为新能源技术中的重要组成部分,双向直流变换器用来实现能量在储能器件和供电网络之间相互传递,更是复合储能系统的关键组成部分。其性能的优劣将直接影响复合储能系统的整体性能,因此对其的研究显得尤为重要。本文首先对现有资料中提到的各类型双向直流变换器进行了详尽整理和全面研究,详细分析了各类型拓扑结构性能的优缺点。根据基于超级电容和蓄电池构成的复合储能系统的特点,选定了双全桥式隔离型双向直流变换器这一功率电路拓扑结构,并对复合储能系统中各部分的功能进行了分析。对于所选定的拓扑结构,本文对其控制原理和模型建立进行了全面的研究。针对双向直流变换器所需实现的升压和降压功能分别设计了双极性控制方法和移相控制方法,以满足能量在不同储能元件之间双向流动的需求。通过搭建双向直流变换器的Simulink仿真模型,对所设计的拓扑结构和控制方法进行了验证。在此基础上,推导出双向直流变换器的稳态等效模型和交流小信号模型,以此实现对变换器时域和频域特性的分析以及控制回路的设计。最后本文对双向直流变换器的功率电路、控制电路和软件程序进行了详细设计,在对隔离变压器、储能电感、IGBT模块、检测和控制芯片等元器件的合理设计和选型的基础上,制作了一台样机并搭建了实验平台。通过该实验平台完成了 28V-270V电压双向变换等一系列相关实验,实验结果表明,本文设计的双全桥式隔离型双向直流变换器能够很好地满足设定应用环境下所要求的各项指标。同时,本文通过分析设计中所存在的不足,更进一步的提出基于RC缓冲电路和均流技术的优化设计,以使本文所设计的双向直流变换器能够更好地适应和推广到各种不同的应用场合。