开关电源的高频化发展近些年来已经成为了电力电子领域的一个重要趋势，开关频率相对较高的开关电源也被大量地应用于高电压、高功率的用电场合。而追求高频化就要应对大量的开关损耗，同时过高的输入电压势必对开关器件的耐压能力提出挑战。利用软开关技术可以降低开关损耗，从而提高开关电源的工作频率和转换效率，同时三电平变换电路可以降低开关器件的电压应力，是在工业实践中随着输入电压的升高而应用越来越广泛的一种电路结构，于是将软开关技术和三电平变换器进行结合就成为了一种必然。本课题探讨的就是一种软开关工作方式下的半桥三电平直流变换器结构。传统的零电压半桥三电平直流变换电路存在着一些不足，诸如滞后开关管在负载轻较时很难实现零电压通断，变压器副端整流二极管存在反向恢复电压尖峰，输出电压波形实际为两电平等等。本课题提出了一种具备双变压器的零电压半桥三电平DC-DC变换器结构，该结构在变压器原端设计了两个变压器，这样能够使得副端输出得到三电平波形，而且通过双变压器的漏感与开关器件的漏源极间电容构成LC谐振网络来实现零电压通断，同时通过变压器副端的无源缓冲电路结构充分地抑制了副端整流二极管的电压尖峰状况。对改进后的三电平拓扑结构进行工作原理及模态分析之后，本课题对变换器的主电路以及由驱动电路、控制电路和保护电路组成的辅助电路进行了参数设计及元器件选型。同时软件编程并利用TMS320F2812对电路进行闭环控制。确定参数值后，利用PSpice仿真工具对电路结构进行仿真分析，最后搭建试验平台对理论分析进行验证。DC-DC变换器伴随参数变化会发生混沌现象，本课题会建立一个变换器精确离散模型，继而根据建立的离散模型和分叉图分析方法，总结出了变换器工作时的稳定区间，这样可以对变换器的参数选取上进行优化。本课题还搭建了一台输出电压大小为12V，输出电流为10A，开关频率为80kHz的实验样机。测量的结果证明了对于改进后具备双变压器的零电压半桥三电平DC-DC变换器的理论分析的准确性，并且消除了传统结构中的不足，输出电压得到了理想的波形，满足了性能需要。