近年来我国轨道交通飞速发展,电力机车辅助供电系统作为重要设备得到广泛研究。为满足电力机车辅助供电系统的高频化、小型化、高功率密度的发展需求,本文提出一种基于碳化硅器件的谐振开关电容变换器（resonant switched capacitor converter,RSCC）应用于辅助变流器直流环节,从而实现高效率电压转换。谐振开关电容变换器通过串联谐振腔传递能量,实现输入和输出之间的能量传递。本文首先分析了RSCC开环控制的基本原理,并针对电力机车运行过程中复杂工况造成的输入输出电压波动问题,对比研究了脉宽调制（pulse width modulation,PWM）控制和移相控制下的RSCC输出特性。然后着重分析了移相控制下RSCC的软开关实现原理和负载条件,并为解决RSCC软开关负载范围小的问题,提出一种频率优化控制策略,实现宽负载范围的效率提升。此外对电压调节后的谐振特性展开具体分析,并通过优化控制改善不同运行工况下的谐振特性。本文还采用了一种前馈控制策略,以改善RSCC的动态特性。电力机车辅助供电系统的保护设计是其稳定运行的关键,本文主要对RSCC的软起动、故障保护展开研究。首先分析了RSCC的软起动电流应力,并采用一种三段式软起动控制策略降低启动应力。然后分析了故障阻断策略的可行性以及数字延时的影响。重点研究和对比了不同短路保护控制策略下的输出特性,并提出一种短路综合控制以实现短路保护的快速过渡。为实现额定功率测试,本文采用一种级联能馈RSCC系统（cascaded RSCC system with energy feedback,CREF）。陪试的RSCC样机采用电压闭环控制实现测试电压的提升和调节,而被测的RSCC样机采用电流闭环控制调节级联系统的功率。CREF系统能够实现被测样机在额定电压和额定功率下的测试,同时实现能量回馈和更节能的大功率测试条件。最后,分别搭建仿真和实验平台对上述控制策略和保护策略的正确性和可行性展开验证。