近年来,随着全球能源危机的日趋严重,越来越多新能源发电系统应用到社会生产、生活中。为了解决光伏、风能等新能源系统发电不稳定问题,需要使用储能系统通过双向DC/DC变换器维持电量稳定。同时,双向DC/DC变换器在电动汽车、直流配电网、航天电源系统等场合有着广泛的应用。如何提升双向DC/DC变换器效率及功率密度,实现宽电压调节范围及正反向能量传输的快速、平滑切换成为近年来双向DC/DC变换器的研究热点。双向DC/DC变换器拓扑种类繁多,其中谐振类DC/DC变换器具有较好的软开关特性。本文以新能源发电系统中的储能系统为应用背景,针对CLLLC谐振变换器进行了深入研究。首先,本文对比分析了各类双向DC/DC变换器拓扑及控制策略的优缺点,选择双向CLLLC谐振变换器为研究对象,分析了传统单侧变频控制方法的不足,并采用一种同步变频控制策略,通过同步改变原副边开关管的开关频率,实现变换器正反向能量流动平滑切换,同时保证变换器具有相对较宽的电压增益调节范围,所有开关管具有优良的软开关特性。本文对变换器不同状态的工作原理进行了分析,使用一种改进的基波等效电路模型和简化的时域分析方法,分别对变换器不同状态下电压增益公式进行了推导。详细分析了不同状态下同步变频控制CLLLC变换器软开关条件和正反向能量流动方向平滑切换的功率传输特性。其次,以新能源发电储能系统为例,本文从电压增益、变频范围、软开关条件等角度出发,给出了同步变频CLLLC变换器谐振参数设计方案。根据变换器电压增益特性及双向平滑切换的功率传输特性,给出了变换器闭环及能量换向控制策略。完成了变换器开关器件、谐振电容等功率元件的选型以及变压器、电感等磁性器件的设计。最后,本文使用PSIM仿真软件对变换器工作原理及软开关特性进行了仿真验证。搭建了一台输入电压100V、输出电压400V、功率为1kW的实验室样机。实验结果表明:相比传统单侧变频控制方法,同步变频控制的CLLLC谐振变换器可以实现更宽的电压增益调节范围。一侧开关管可以实现零电压开通,另一侧开关管可以实现零电压/零电流开通和关断,具有更好的软开关特性,而且仅通过变频就可以使变换器功率传输方向快速、平滑切换,同时可以实现较高效率。实验结果验证了本文理论分析的正确性。