当今社会使用的大部分能源主要来自煤、石油等化石燃料,但化石燃料总会有枯竭的一天,所以,光伏、风能等新能源的利用将会飞速发展并在能源结构中的比重越来越大,双向DC-DC转换器是新能源利用系统不可或缺的一部分。基于此背景,本文设计了一种双半桥拓扑结构的双向DC-DC变换器作为电源电路,变换器通过相移控制方法实现对转换器能量流方向的控制;调节PWM控制信号的占空比以确保初级侧和次级侧之间的电压匹配,从而提高转换器的转换效率。本文设计了基于遗传算法整定优化得到的分数阶PID控制器的控制环节,并设计了前馈控制和负反馈控制相结合的控制策略,还实现了变换器的软开关运行,从而保证了变换器运行时的稳定性和鲁棒性。本文将首先介绍了变换器的发展过程、类型等,然后分析了双半桥拓扑功率电路的工作原理和工作过程。然后,阐述了前馈控制与负反馈控制相结合的控制策略的工作原理,以及基于遗传算法优化优化的分数阶PID控制器控制环节的原理和优点。再下来根据设计变换器的基本工作参数,设计了实际的功率电路和控制电路并制作了实验样机;最后,通过样机进行实际硬件实验;本文设计的控制策略由Simulink建立的模型验证。通过硬件实验和模型仿真,验证了本文设计的变换器的可行性。