随着汽车越来越多的进入普通大众家庭中,在改善人们生活质量的同时,也在很大程度上造成了环境污染和化石能源的浪费。由于电力具有无污染和稳定的优点,越来越多的学者和企业开始将其应用在汽车和公共交通领域。在电动汽车的相关技术中,电池技术和充电技术是重要部分。其中电池技术更多依赖于新材料,决定汽车的可靠性和续航能力;而充电技术则直接影响用户的体验,关系到电动汽车的推广和应用。常用的电动汽车充电方式有直流和交流两类,交流充电需要车载充电机,受限于体积和成本,其充电功率比较低、充电时间较久;而直流充电一般需要设立在专门的充电站,独立于车体,故其充电功率一般较大、时间更短。传统的直流充电桩输出范围相对较窄、偏离工作点时效率较低,难以满足市场上参差不齐的动力电池类型,故本文研究了一种高效率、宽范围输出的高压直流充电模块。论文首先介绍充电模块的结构和常用电路拓扑,在此基础上提出了一种两级式直流充电桩结构。其中前级采用三相Vienna电路,实现三相功率因数校正,达到较低网侧电流畸变的目的;后级采用两个半桥三电平LLC并联连接以适应不同输出功率的要求。重点分析了前级电路的SVM调制方法,对比了最近三矢量法和简化两电平法;同时也阐述了前级电路的双环控制器的补偿方法。接下来利用基波分析法给出了后级半桥三电平LLC电路的增益和输入阻抗特性曲线,进而给出了谐振腔参数设计方法;同时为了拓宽输出电压范围,采用调频和移相结合的控制策略。最后通过参数计算和器件选型制作了15kW的实验样机,测试了其静态和动态稳定性,同时对输入电压不在正常工作范围内时进行了保护性测试,实验结果验证了该高压充电模块的可靠性。