当前,环境污染和能源短缺问题是全球面临的主要问题。为了满足低碳经济的发展要求,双向DC-DC变换器作为一种可以进行能量双向流动的端口,被广泛的应用到储能系统、电动汽车、航天等领域。本论文针对基于超级电容储能系统的双向变换技术进行了如下的研究。大功率场合,磁性器件的使用受到很大的限制,隔离型双向DC-DC变换器难以应用。对此,本文采用非隔离的多重化双向Buck/Boost变换器为主拓扑结构。首先,本文介绍了采用多重化拓扑结构可以减小电感电流纹波、减小开关管电压应力的优势。分析并研究两重化非隔离的双向Buck/Boost变换器的工作原理。为了使系统可以工作在高功率、大电流环境,使电路上下桥臂开关管互补导通,实现电路的软开关功能、减小电路的损耗。其次,以两重化非隔离的双向Buck/Boost变换器为例,对其主参数进行计算、选择。在电子元器件工作时,高的温度环境对于元器件工作的可靠性、稳定性、工作寿命会产生严重的影响。针对传统热分析计算周期长、结果不准确的问题,故本文采用ANYSYS有限元分析软件来观察IGBT,电感的发热情况。最后,本文针对多重化电路提出了一种基于峰值电流控制的新型控制方式,传统的控制方式会出现各相电感电流不均的情况。针对这种缺点本文通过在每相电流环之间通过添加均流控制环,保证每相电流实现均流控制。在MATLAB/Simulink环境下搭建了相应的仿真模型。分别在Buck模式和Boost模式下两重化非隔离的双向Buck/Boost变换器的小信号模型,并且根据小信号模型建立相应的控制器,构成完整的闭环控制系统。通过仿真验证双向直流变换器的工作,可以实现超级电容的恒流充放电,超级电容储能系统能够回收负载多余能量,并且也可以对负载进行及时的能量供应,通过仿真验证该均流控制的控制效果。