由于日益突出的能源危机和环境问题,合理有效的开发、利用新能源越来越受到人们的重视,双向DC/DC变换器在电动汽车、新能源发电系统、不间断供电系统、航空航天电源等领域得到了广泛应用。各领域的高速发展要求输出功率越来越大,为实现系统高效率、小型化、性能好及能耗低的目的,开关电源高频化是重要手段。与硅场效应晶体管(Si MOSFET)相比,cascode GaN HEMT具有更优的性能和更好的高频应用潜力,但由于高频会带来较大的开关损耗,在高频运行时仍然需要软开关。因此,在低压大功率场合中选择推挽型双向LLC谐振拓扑,既能保证高压侧电压等级高,又能保证低压侧结构简单、成本低且器件损耗小。然而在LLC变换器启动时,电路会在短时间内产生浪涌电流,十几倍甚至几十倍于正常工作状态下的谐振电流值,易造成功率器件发热损坏,并影响系统的动态特性,这是一个亟需解决的问题。因此本课题旨在低压大功率场合选择高频高效的拓扑结构,并针对启动过程提出行之有效的软启动混合控制策略,使变换器得以安全可靠的运行,主要工作内容如下:首先,本文研究了650V cascade GaN HEMT的工作原理及特性,通过与相近功率等级下的Si MOSFET进行参数及静动态特性对比分析,明确了Cascode GaN HEMT的优越性能。其次,在低压大功率场合选择推挽型双向LLC拓扑,即高压侧为全桥结构,低压侧为推挽结构。对推挽型LLC谐振变换器的正反向工作模式都进行了详细的模态分析,并基于基波分量法完成其正反向增益特性分析,分析了正反向模式软开关的实现条件以及适用于推挽型LLC谐振变换器的同步整流方案。再次,对LLC谐振变换器的启动过程进行工作原理分析,探讨了启动过程中浪涌电流产生的原因,详细介绍了两种传统方法的工作原理及不足,从而提出一种操作简单且效果明显的软启动控制策略,对其进行详细介绍,最后通过仿真对比分析,有效验证了该软启动控制策略的可行性。最后通过设计的3kW LLC谐振变换器仿真模型及实验平台,分别进行软启动、正向及反向运行验证。