随着我国电动汽车保有量的不断攀升,充电基础设施短缺成为制约电动汽车行业发展的重要因素,国家颁布了大量优惠政策鼓励充电桩的建设。与交流充电桩相比,直流充电桩功率大充电速度快,但是在充电过程中产生的谐波会对电网产生干扰,并且在进行大功率快速充电时会有较多的能量损耗。本文研究的直流充电桩电源功率模块具有工作效率高、功率密度大等特点,能有效抑制充电过程中谐波的产生和减少能量的损耗,对提高电网质量和节能降耗有重要的意义。首先根据直流充电桩的工作特点给出了前级功率因数校正电路的拓扑结构,介绍了前级功率因数校正电路的工作原理,构造了两相静止αβ坐标系下的数学模型。为了稳定可靠的输出后级所需的直流电压以及实现低谐波高功率因数运行,设计了滑模变结构控制电压外环和模型预测控制功率内环的双闭环控制系统。针对三电平空间矢量脉宽调制基本矢量多计算复杂的问题,通过矢量平移将三电平转化为两电平再进行空间矢量脉宽调制,降低了三电平空间矢量脉宽调制的复杂度。同时针对输出端电容中点电位的平衡问题研究了对应的控制策略。其次为了实现后级直流-直流变换器高效率的输出电动汽车所需的直流电压和电流,直流充电桩后级采用了全桥LLC谐振变换器结构。根据欠谐振区不同谐振腔参数对增益控制的影响,对谐振腔参数进行了优化计算。针对全桥LLC谐振变换器低压轻载条件下难以实现软开关的问题,设计了适用于直流充电桩低损耗宽范围输出的多模态混合控制策略。另外针对碳化硅器件在全桥LLC谐振变换器中的应用进行了研究,根据设计目标对碳化硅器件以及其它主要功率器件进行了选型,并设计了相应的采样电路和驱动保护电路,最后在Simulink中建立了直流充电桩电源功率模块的仿真模型,通过对实验结果的分析,验证了本文研究的可行性和正确性。