双向全桥LLC谐振变换器具有功率损耗小、功率密度高、软开关范围大、控制方式灵活等诸多优势,在新能源应用方面受到了广泛关注,但在一些特殊场合下仍然受到其拓扑局限性的影响。因此本文以双向全桥LLC谐振变换器作为研究对象,对其工作特性建模并且优化控制方法,以改善谐振变换器的工作性能。首先,介绍了双向全桥LLC谐振变换器的拓扑结构,分析出变换器正向运行和反向运行的工作状态,利用基波分析法和时域分析法分别推导出变换器正向运行和反向运行的归一化电压增益,由分析得出变换器反向运行时归一化电压增益小于1的结论。在变换器工作特性基础上,推导出变换器实现软开关的条件。其次,针对变换器反向运行归一化电压增益小于1的问题,优化变换器反向运行的控制方式,本文给出了两种控制方式,在变换器反向运行时增加了整流侧开关管的驱动,两种方式不同点是整流侧开关管的控制方式不同,通过分析均能使变换器反向运行归一化电压增益大于1。再次,根据变换器正反向运行分析所得的结果,对变换器的谐振参数以及正反向运行电压及电流应力进行了详细计算与设计,并以此为基础,对变换器主电路相关器件进行选型。选择TMS320F28335作为变换器数字控制芯片并给出了变换器数字控制系统的软硬件设计。最后,基于变换器的理论分析以及参数设计,对双向全桥LLC谐振变换器各个工作状态在Matlab/Simulink中进行仿真分析,并搭建实验平台进行实验验证。通过仿真结果与实验结果和变换器的理论分析相对比,验证了参数设计的正确性,并且证明了优化升压控制方式的可行性。