随着国家“碳中和”、“碳达峰”概念的提出,我国对新能源和新型电力系统的研究发展上升到一个全新的高度,整个电网结构表现出丰富的“直流特性”。因此,在今后的电网发展中,直流变压器将作为交/直流微网中各等级直流电压变化、传输的核心装置。本文将以CLLC谐振型直流变压器为研究对象,围绕电路的拓扑结构、运行原理、控制策略等方面开展具体研究。首先分析了 CLLC谐振型变换器在不同谐振模态下的工作状态以及直流变压器的软开关特性和损耗特性,指出CLLC谐振型直流变压器在完全谐振状态下具有最高的效率和恒定的输出输入电压增益。利用基波等效分析法建立了 CLLC谐振网络的等效模型,推导得到了电压增益的数学表达式,重点分析了电感比k和品质因数Q对电压增益的影响规律,给出了谐振网络参数的优化选择原则。针对谐振网络器件老化、参数偏差等因素导致的谐振频率失调问题,研究了电感比k、品质因数Q以及电路输入阻抗特性对电压增益的影响,发现归一化电压增益对归一化频率在谐振频率附近具有峰点极值特性,提出了一种基于电压增益曲线最大峰值点跟踪控制的开关频率自动调整策略,实现了变换器在两种增益曲线下的谐振频率自动跟踪。仿真结果表明,CLLC谐振型直流变压器的开关频率可以快速准确地自动跟踪谐振频率的变化。针对直流变压器启动电流冲击过大的问题,采用了一种定频移相控制的闭环限流控制策略,实现了直流变压器的移相软启动和过载或短路情况下的限流保护。仿真验证了限流保护策略的有效性。设计开发了一台额定功率1kW、电压比400V/200V的CLLC谐振型直流变压器实验样机,对所提控制策略进行了实验验证,实验结果表明了基于电压增益曲线的谐振跟踪控制策略和定频移相控制的限流保护控制策略的有效性和可行性。