在能源危机与环境污染的背景下,推动以可再生和环保为特质的新能源的发展变得越来越刻不容缓。双向DC/DC变换器凭借着其双向功率流、高功率密度以及高效率等特点,被广泛应用于需要能量双向流动的场合,包括分布式能源发电系统、能量路由器、电动汽车、不间断供电电源等。双有源桥(Dual Active Bridge,DAB)电路作为典型的隔离型双向DC/DC变换器拓扑,具有电路结构简单、易于控制、双向功率流能力、容易实现软开关等特点,已成为广泛研究的热点之一。本文从优化调制策略提高变换效率、拓宽拓扑增益特性及多端口输入特性出发,对该类变换器进行了深入的研究。通过分析DAB的等效电路,对产生方波电压源的电路单元以及对该移相电路的调制方式、工作模式分类情况、稳态工作特性等方面进行详细的分析总结。针对采用双有源全桥结构的方波电压源移相电路,推导了拓展移相调制下的电感电流绝对值的平均值关于输出功率的数学模型,提出一种整流平均电流的优化调制方法,即依据不同的电压增益及输出功率,选取相应的多组桥内移相角进行分段调制,以优化调制方式提高系统变换效率,建立了1.5 kW的样机进行验证。为了使含中心抽头双有源桥电路适应升降压变换均具备全功率范围软开关特性的需求,提出了一种改进型具有四绕组变压器结构的双有源桥双向DC/DC变换器。该变换器是基于传统的DAB在变压器原副边绕组均将中心抽头引出,分别连接到两侧分压电容中点处得到的,采用三重移相控制,在保留了传统DAB的优点的同时,两侧引出的中心抽头在低功率等级下能够为原副边侧最差软开关条件的功率开关管提供零电压开通的反向电流,进一步拓宽了软开关范围。论文首先介绍了改进型双有源桥变换器的拓扑演化过程及基本电路构成,推导出其角形等效电路模型,并对电路工作模式的分类、稳态工作过程、软开关及功率传输特性进行了详细分析。最后建立1 kW实验样机,验证了理论分析的正确性。为适应光储系统集成变换需求,在DAB电路基础上,通过复用原边侧有源全桥单元的方式,将两个交错并联结构的双向Buck/Boost电路进行集成,构成半隔离型的双Buck/Boost与双有源桥集成三端口双向DC/DC变换器,适用于光伏电池与蓄电池联合供电的系统。对该三端口变换器的调制方式、稳态工作模式、功率传输及软开关特性进行了分析,最后通过实验验证了拓扑的可行性。