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双向DC-DC变换器可以实现能量的双向传输，在功能上相当于两个单向DC-DC变换器，是典型的“一机两用”设备。随着科技和生产的发展，双向DC-DC变换器在能量需要双向流动的电动汽车系统、航空航天电源系统、直流电机驱动系统、不停电电源系统等系统中都有适用场合，可以大幅度减轻系统的体积重量及成本，具有重要的研究价值。首先，本文介绍了双向DC-DC变换器的概念和应用，对其拓扑进行了大概介绍，并总结了国内外研究现状。在此基础上，分析了几种常见双向DC-DC变换器的优缺点。其次，在对现有双向DC-DC变换器拓扑分析的基础上，提出一种高效、隔离、双向的半桥LLC谐振式DC-DC变换器的对称拓扑，详细分析了其工作原理及优点，并进行了特性分析。再次，在研究分体谐振电容式LLC谐振变换器主电路的基础上，详细阐述了变换器高频变压器的设计过程。在高频变压器的磁芯和原副边导线型号及匝比确定以后，又分析了谐振参数和输出侧整流滤波电路的设计过程，选定了谐振参数，为样机的制作打好了基础。最后，在PSpice仿真环境下，搭建分体谐振电容式LLC谐振变换器的电路模型，并进行仿真验证。在此基础上设计一台300W，336V/24V的LLC谐振变换器样机，在不同的负载和不同输入电压下进行样机试验，验证了提出的双向LLC谐振变换器的正确性和可行性。