摘要：随着电池在电动汽车、储能、微网、通信等领域的广泛应用,对大容量动力电池的需求也在逐年增加。电池化成系统的性能直接影响着锂电池的技术状态、使用寿命,并决定着放电时对电网的污染程度。电池化成拓扑的结构一直在不断发展,本文针对两级双向DC/DC变换器级联化成系统中的双向不隔离DC/DC变换器进行分析和优化设计。根据本文提出的化成系统设计要求,对带耦合电感Buck/Boost双向直流变换器进行优化分析设计。首先,对带耦合电感Buck/Boost双向直流变换器工作原理进行了分析,并根据电路参数对元器件进行了设计和选型。然后,利用Matlab对变换器基本原理进行了仿真,并对变换器的主电路、采样电路、驱动电路和控制电路进行了设计。本文依据电力电子建模的方法,对理想变换器和考虑寄生参数的变换器进行小信号和大信号建模。首先分析了考虑寄生参数的变换器功率特性,并与理想变换器进行了对比。其次,分析了耦合电感匝比和多个寄生参数对变比的影响,从而确定合适的匝比参数、占空比变化范围以及开关管的选型,优化了主电路设计。本文针对耦合电感Buck/Boost双向直流变换器存在开关电压尖峰较高的问题,分析尖峰产生的原因,考虑电路实际结构,利用耦合电感漏感设计了有源吸收电路来降低开关管电压应力和实现开关管零电压开通；分析了加入吸收电路后的电路工作原理,对吸收电路参数进行了具体设计。在搭建的样机上,进行了实验并给出实验结果。控制方式上,采用了两种脉冲控制方法进行了实验,实验结果证明相比单管开关模式,同步整流开关模式可以用更小的占空比来实现相同的变比,可以进一步降低开关管电压尖峰。有源吸收电路可实现双方向开关的零电压导通,相比RCD吸收电路明显减小开关尖峰,降低开关应力。最终,实验验证了匝比选择的可行性和吸收电路设计有效性。