电力电子变压器在同等功率传输能力下因更小巧轻便而越来越受到人们的青睐。作为电力电子变压器中的重要组成部分,隔离双向DC-DC变换器具备较高的功率密度。将其应用于牵引系统和辅助供电系统可实现机车的轻量化,从而提高运载能力、提升运输速度。本文以隔离双向全桥DC-DC变换器为研究对象,分别通过理论分析、仿真和实验验证的手段,研究了电流有效值最小控制策略、宽输入输出电压范围等效变比在线实时校正策略以及基于电平作用时间计算的占空比-移相角调制策略。首先,针对隔离双向DC-DC变换器,分析变换器的基本拓扑结构和特点,并针对隔离全桥结构DC-DC变换器建立等效开关函数模型;推导电流有效值与移相角和原副边端口电压占空比的数学关系,以电流有效值最小为目标,提出电流有效值最小控制策略,通过减小漏感电流有效值来降低器件损耗,提高变换器系统效率。其次,在电流有效值最小控制的基础上,针对固定电压变比的DC-DC变换器,分析电路的等效变比对电流有效值的影响,以实现变换器硬件参数和控制参数的优化设计。针对工作在宽输入输出电压范围的DC-DC变换器的等效变比不是恒定的情况,分析控制器中的k~*与变换器等效变比k不匹配对系统控制结果产生的影响,并针对控制器内的等效变比k~*提出在线实时校正控制策略,解决因变换器等效变比不匹配导致的效率降低的问题。在电流有效值最小控制和等效变比在线实时校正控制策略的基础上,文章继续研究隔离双向全桥DC-DC变换器调制策略:首先借鉴SPWM调制原理,提出一种基于SPWM原理的占空比-移相角调制策略。并推导该调制策略下移相能力受占空比大小约束的问题。为了解决该约束问题,本文借鉴SVPWM实现原理,提出一种“基于电平作用时间计算的占空比-移相角调制策略”。所提调制策略相比于基于SPWM的占空比-移相角调制策略,能够在任意占空比条件下实现全角度范围移相,克服移相能力受占空比大小约束的缺陷;在采用相同数据宽度、调制输出相同频率的驱动信号的条件下,降低了所需的输入时钟频率,提高了调制精度。最后,借助MATLAB/Simulink仿真工具,搭建隔离双向全桥DC-DC变换器的仿真模型,仿真结果与理论分析一致。以理论分析和仿真验证的结果为基础,搭建一套工作频率为25kHz,15KVA/600V-110V隔离双向全桥DC-DC实验样机。并基于FPGA和Verilog HDL硬件描述语言设计了控制算法核心,通过实验验证了所提电流有效值最小控制策略、等效变比在线实时校正控制策略以及调制策略的正确性和可行性。