在新能源和电动汽车等领域中,双向DC-DC变换器被广泛应用。本文基于宽电压范围、低电压应力提出了一种新拓扑,该拓扑左侧是能应用于宽电压范围的三电平电路,该变换器具有宽输入电压范围、低电压应力、高效率等优点。本文只为验证新拓扑的可能性,右侧采用的是简单的半桥结构,两侧电路通过隔直电容、传输电感、隔离变压器连接。为方便起见,考虑到本电路的结构,用双端有源混合桥变换器指代。本文对双端有源混合桥变换器的基本原理、驱动方式,以及移相控制和单PWM加移相控制下的工作模态、传输功率特性、软开关特性进行分析,为了提高变换器效率,提出在单PWM加移相控制下基于最小电流有效值的优化策略。本文首先给出了双端有源混合桥变换器的拓扑,介绍了变换器的工作原理;该变换器左侧的三电平电路可以用于宽输入电压场合,三电平电路有两种工作模式,在两种模式的切换点处软开关性能不好,在本文会对驱动方式进行设计,使变换器最终的等效电路与单PWM加移相控制下的双端有源全桥变换器的等效电路相同,通过对不同开关组合下充放电状态的分析,在考虑中点电位平衡、导通损耗平衡等条件后,最后采用两周期组合驱动方式。接着本文分析了移相控制下的工作模态,并从变换器传输功率和软开关范围两个方面对变换器的工作特性进行研究,发现在移相控制下该变换器只有在V₁=nV₂的情况下才能实现全负载范围软开关。为解决这个问题,引入单PWM加移相控制,从理论上证明了在单PWM加移相控制下,通过对D₁,D_φ的合理控制,变换器能在任意电压比下实现全负载范围的软开关。最后得到的软开关范围是一个区域,在电压比确定的条件下,满足全负载范围软开关的D₁,D_φ的自由度大,通过最小电感电流这一限制条件,给出单PWM加移相控制的优化策略。本文最后搭建了一台1.5kW的原理样机,对前面对双端有源混合桥变换器在移相控制、单PWM加移相控制和优化控制策略下工作特性的理论分析进行验证。