高压大功率DC/DC变换器因其在电网电压匹配、潮流调节和故障隔离等方面的重要作用，被广泛应用于高压直流输电和中压直流配电网中。拥有高度模块化、可拓展性等特性的模块化多电平技术(Modular Multilevel Converter，MMC)常被用在高压大功率DC/DC变换器的拓扑研究领域。本文以此类适用于高压场合的变换器为对象，提出了LLC模块化多电平换流器(LLC-MMC)的拓扑，针对其工作原理、电路特性、参数设计以及其电路优势进行了深入的分析和研究。
　　本文分析了MMC中半桥子模块(SM)的箝位特性，根据中低压DC/DC变换器拓扑得出了一系列高压大功率DC/DC变换器拓扑，并针对提出的LLC-MMC进行了详细的分析和研究，具体研究工作如下：
　　(1)分析了LLC-MMC的直流等效电路和交流等效电路，并推导得出LLC-MMC的简化等效电路。通过基波分析法分析了LLC-MMC的电路特性，根据LLC-MMC的电路特性以及控制要求，给出了电路的参数设计。根据LLC-MMC电路的控制方法，详细介绍了LLC-MMC在工作过程中的各个模态，以及电路实现全程ZVS的过程。针对引入半桥子模块后可能出现电容电压不均衡的问题，设计了一种合理有效的电容电压平衡控制策略。
　　(2)介绍了DAB-MMC的工作原理，根据DAB-MMC的等效电路，给出了电路稳态工作波形，推导了DAB-MMC稳态工作时各电压电流的表达式，并进一步给出了传输功率的表达式。通过分析DAB-MMC实现全程软开关的条件，推导出了DAB-MMC实现全程软开关功率条件的表达式。根据DAB-MMC的控制方法和电路特性，解释了DAB-MMC无法在轻载条件下正常工作的理由。在该基础上，根据LLC-MMC的电路特性，分析了LLC-MMC可以在轻载情况下正常运行的原理，确定了LLC-MMC相比于DAB-MMC在轻载运行时的优势。
　　(3)针对文中提及的LLC-MMC电路原理、全程软开关过程以及电容电压平衡策略进行了仿真验证。针对LLC-MMC相对于DAB-MMC的轻载优势，分别给出了DAB-MMC和LLC-MMC电路的损耗仿真并作了对比分析。最后，介绍了LLC-MMC的实验平台结构设计和系统控制思路，并用丰富的实验结果验证了LLC-MMC的电路原理和轻载优势。